Методы исследования системы кровообращения

Артериальное давление (АД) - это избыточное над атмосферным гидростатическое давление в артериях, обусловленное сердечным выбросом крови и периферическим сопротивлением сосудов кровотоку.

У здоровых людей частота сердечных сокращений (ЧСС) колеблется от 60 до 80 в минуту. Снижение ЧСС меньше 60 ударов в минуту называют брадикардией, а увеличение ЧСС больше 80 в минуту - тахикардией.

Эмоциональное возбуждение и физическая нагрузка сопровождается тахикардией. При этом время нормализации сердечной деятельности после дозированной физической нагрузки у здорового человека составляет 2-3 мин.

У молодых людей часто наблюдается дыхательная аритмия, то есть связанные с фазами дыхания изменения частоты сердечного ритма. В конце каждого выдоха ЧСС уменьшается, а во время вдоха - увеличивается.

Полости желудочков, полностью заполненные кровью в диастолу, во время систолы опорожняются не полностью, а частично. В состоянии относительного покоя лишь половина объема крови выбрасывается из желудочков во время систолы, а половина остается в желудочках, что является биологически целесообразным.

При совершении физической работы требуется увеличение гемодинамики. Для увеличения потока крови служит резервный объем крови - своеобразное депо крови в сердце.

Резервный объем крови состоит из 3-х компонентов:

1) ОО - остаточный объем крови - количество крови, которое не покидает желудочки при самом мощном их сокращении.

2) БРО - базальный резервный объем - количество крови, находящееся в сердце, на которое может увеличиться ударный объем крови.

3) АРО - аддитивный (дополнительный) резервный объем - то количество крови, на которое увеличивается ударный объем крови при дополнительном растяжении сердца кровью в результате усиленного венозного притока крови к сердцу. В основе такого увеличения ударного объема крови лежит механизм гетерометрической саморегуляции или закон Франка-Старлинга.

При совершении физической нагрузки ударный объем (УО) крови увеличивается не только за счет базального резервного объема (БРО), но и за счет аддитивного резервного объема крови (АРО). При этом значительно увеличивается МОК (минутный объем крови). МОК может увеличиваться также при увеличении частоты сердечных сокращений, если величина ударного объема крови сохраняется на прежнем уровне. Увеличение частоты сердечных сокращений с точки зрения регулирования МОК очень удобно, но не экономично. Гораздо экономичнее увеличение МОК за счет повышения ударного объема крови.

У спортсменов под влиянием тренировок увеличивается дилатация (растяжение) сердца. Если увеличена полость желудочка, то увеличен и ударный объем крови. У спортсменов увеличение размеров сердца не патология, а оптимизированная норма, позволяющая выполнять такие нагрузки, которые обычный человек не сможет совершить.

Между величиной сердечного выброса и артериальным давлением имеется прямая связь. Чем больше количество крови, выбрасываемой сердцем в сосуды, тем выше АД.

При каждой систоле давление в артериях повышается, а во время диастолы понижается. Подъем артериального давления во время систолы желудочков характеризует систолическое (максимальное) давление, а понижение во время диастолы - диастолическое (минимальное) давление. Разность между максимальным и минимальным артериальным давлением называют пульсовым давлением.

В плечевой артерии взрослого здорового человека систолическое давление в состоянии покоя составляет 110-120 мм рт. ст., диастолическое - 60-80 мм рт. ст., а пульсовое - 40-50 мм рт. ст.

Кратковременное и незначительное повышение артериального давления больше нормы называют артериальной гипертензией, а снижение - артериальной гипотензией. Продолжительное и существенное повышение АД называется артериальной гипертонией, а понижение – артериальной гипотонией.

Кроме систолического и диастолического используют понятие среднего артериального давления. Среднее АД представляет собой среднюю величину давления в артериальном русле, при котором в отсутствие пульсовых колебаний наблюдается такой же гемодинамический эффект, как при естественном колеблющемся давлении крови.

 

Методы измерения АД

Артериальное давление может быть измерено двумя путями:

1) прямым (кровавым) способом с помощью введения в артерию катетера, соединенного с электроманометром. Этот способ используется в эксперименте на животных и в клинических условиях у людей,

2) косвенным (бескровным) неинвазивным, который широко, используется для измерения АД у человека.

Кривая, отражающая колебания артериального давления, зарегистрированного кровавым способом, называется кимограммой АД.

При прямой регистрации АД на кимограмме различают три вида волн: первого, второго и третьего порядка.

Волны первого порядка - пульсовые волны - отражают колебания артериального давления, связанные с сократительной деятельностью сердца. Во время каждой систолы АД повышается, а в диастолу - понижается.

Волны второго порядка - дыхательные волны, связаны с изменением внутригрудного давления при вдохе и выдохе. Во время вдоха артериальное давление уменьшается, а при выдохе - увеличивается.

Волны третьегопорядка – волны Геринга-Брейера - связаны с медленными изменениями тонуса сосудодвигательного центра. Частота импульсной активности нейронов этого центра периодически изменяется, вызывая циклические сдвиги сопротивления артериального русла, что обусловливает соответствующие колебания АД.

Для косвенного измерения АД у человека используют бескровные манжеточные способы:

1) пальпаторный Рива-Роччи,

2) аускультативный - Короткова.

Пальпаторным способом Рива-Роччи можно определить только величину систолического давления. Этот способ основан на прощупывании пульса ниже места сдавления артерии специальной манжетой.

Для этого на плече укрепляют полую резиновую манжету, соединенную со сфигмоманометром. Накачивая в манжету воздух, создают в ней внешнее давление, превышающее АД в плечевой артерии, которое останавливает движение крови по артерии. Момент, когда сосуд перестает пропускать кровь, устанавливают по исчезновению пульса на лучевой артерии. Затем медленно выпускают воздух из манжеты до появления артериального пульса. Показания манометра в момент появления пульса соответствуют систолическому АД.

Аускультативный способ Короткова позволяет определить не только систолическое, но и диастолическое АД.

Способ основан на аускультации искусственно вызванных звуковых шумов - коротковских тонов, слышимых ниже места сдавления артерии манжетой. Сосудистые тоны Короткова возникают в результате турбулентного движения крови при прохождении ее через искусственно суженное отверстие плечевой артерии. Кровь, преодолевая давление в манжете, проходит через суженное отверстие артерии с ускорением, в результате чего возникают завихрения движущихся частиц крови и вибрация стенки сосуда, что сопровождается появлением тонов Короткова. При снижении давления в манжете до уровня диастолического, движение крови по артерии приобретает ламинарный характер. Поэтому сосудистые тоны исчезают. Показания сфигмоманометра в момент появления коротковских тонов соответствуют систолическому давлению, а в момент их исчезновения - диастолическому давлению.

Артериальный пульс

Ритмические колебания стенки артерий, обусловленные повышением артериального давления во время систолы и эластичностью стенки артерий, называют артериальным пульсом.

Повышение артериального давления во время изгнания крови из левого желудочка вызывает растяжение стенок аорты. В диастолу, когда давление снижается, стенки аорты вследствие своей эластичности возвращаются в исходное положение. Волна повышенного давления и вызванные этим колебания сосудистой стенки распространяются со скоростью 7-8 м/с от аорты до артериол, где пульсовая волна гаснет. С возрастом, по мере понижения эластичности сосудов, скорость распространения пульсовой волны увеличивается.

В клинике, путем пальпации поверхностных артерий, определяют 5 основных клинических характеристик пульса: 1) частоту - частый или редкий, 2) ритм - ритмичный или аритмичный, 3) наполнение - полный или неполный, 4) напряжение - твердый или мягкий, 5) скорость распространения пульсовой волны - быстрый или медленный.

Объективный метод регистрации артериального пульса называют сфигмографией.

На сфигмограмме различают:

1) анакроту,

2) катакроту,

3) инцизуру (выемку),

4) дикротический подъем.

Анакрота - это крутой подъем пульсовой кривой, соответствующий расширению артерий во время систолы желудочков.

Катакрота - это более пологое снижение пульсовой кривой, соответствующее спадению артерии.

Катакрота имеет инцизуру и дикротический подъем, который обусловлен возникновением обратной волны тока крови, отраженной от закрывшихся полулунных клапанов и вызывающей вторичную волну повышения давления и расширения артерий.

Механокардиография - это метод регистрации механических колебаний грудной клетки, возникающих при работе сердца.

Механокардиограмма может быть записана при помощи тензодатчика, закрепленного в 5-м межреберье слева, на 1-2 см медиальнее среднеключичной линии, где проецируется верхушка сердца.

Фонокардиография - это объективный метод регистрации тонов сердца с поверхности грудной клетки, возникающих во время сердечной деятельности.

Периодически повторяющиеся, кратные шумы, которые возникают в результате деятельности сердца, называют тонами сердца.

Различают четыре сердечных тона, которые определяются при фонокардиографии.

Первый тон - систолический, характеризуется низкой частотой и большой продолжительностью. Он обусловлен:

1) закрытием и напряжением атриовентрикулярных клапанов,

2) открытием полулунных клапанов,

3) вибрацией стенок сердца при ускорении тока крови в желудочках во время систолы.

Второй тон - диастолический, высокочастотный и короткий. Диастолический тон обусловлен:

1) закрытием полулунных клапанов,

2) открытием атриовентрикулярных клапанов.

Третий тон - низкочастотный и низкоамплитудный. Он связан с вибрацией стенок желудочков во время фазы быстрого наполнения желудочков кровью.

Четвертый тон - низкочастотный и низкоамплитудный. Он обусловлен вибрацией стенок сердца во время систолы предсердий.

Первые два тона слышны при аускультации. Первый тон выслушивается в 5-м межреберье слева на 1-2 см медиальнее среднеключичной линии (двухстворчатый клапан) и у основания мечевидного отростка (трехстворчатый клапан). Второй тон выслушивается во 2-м межреберье справа и слева от грудины по парастернальной линии.

В настоящее время в клинике широко используется метод электрокардиографии.

Электрокардиография - это метод регистрации суммарной электрической активности сердца с поверхности тела человека.

Суммарная электрическая активность сердца обусловлена тремя факторами:

1) поляризацией клеточных мембран кардиомиоцитов в состоянии покоя,

2) деполяризацией и реполяризацией мембран при возбуждении,

3) местными ионными токами, обеспечивающими распространение возбуждения по миокарду.

Распространение возбуждения от водителя ритма по проводящей системе сердца и сердечной мышце сопровождается возникновением на поверхности клеток отрицательного потенциала. В связи с тем, что возбуждение охватывает различные отделы сердца не одновременно, а последовательно, на его поверхности возникает разность потенциалов между возбужденными и не возбужденными участками сердца.

Благодаря высокой электропроводности тканей организма, состоящих главным образом из электролитов и представляющих собой объемный проводник, в котором электрический ток распространяется в трех направлениях, возникающую разность потенциалов сердца можно регистрировать с поверхности тела.

Условные линии на поверхности тела, от которых регистрируются одинаковые по форме и амплитуде биопотенциалы сердца, называют электросиловыми линиями.

Вследствие несимметричного расположения сердца в грудной клетке электросиловые линии распределены на поверхности тела неравномерно. Поэтому форма и амплитуда регистрируемых биопотенциалов различаются при записи с разных участков тела.

Электросиловую линию, которая соединяет точки с наибольшей разностью потенциалов, называют электрической осью сердца.

Кривую, отражающую динамику суммарной разности потенциалов электрического поля сердца, регистрируемой с поверхности тела, называют электрокардиограммой (ЭКГ).

Для регистрации ЭКГ у человека используют биполярные и монополярные способы отведения биопотенциалов. Отведения биопотенциалов определяются местами расположения электродов на поверхности тела.

Условная линия на поверхности тела, которая соединяет два электрода, участвующих в формировании электрокардиографического отведения, называется осью отведения.

Стандартные биполярные отведения позволяют регистрировать динамику разности потенциалов на трех осях:

I стандартное отведение - правая и левая рука,

II стандартное отведение - правая рука и левая нога,

III стандартное отведение - левая рука и левая нога.

Монополярные отведения могут быть грудными и усиленными. Грудными называют монополярные отведения, с помощью которых регистрируют разность потенциалов между одной из определенных шести точек на грудной клетке, и объединенным электродом Вильсона. Электрод Вильсона представляет собой объединение отведений от обеих рук и левой ноги и является индифферентным электродом, так как его потенциал практически не меняется на протяжении всего сердечного цикла и близок к нулю.

Грудные отведения обозначают как V1 - V6. В этом случае ЭКГ отражает локальные электрические изменения только на участке приложения активного электрода к поверхности грудной клетки.

Усиленными называют монополярные отведения, с помощью которых регистрируют разность потенциалов между одной из конечностей и объединенным индифферентным электродом.

Применяют три усиленных отведения от конечностей: от правой руки - аVR, от левой руки - aVL, от левой ноги - aVF.

ЭКГ здорового человека состоит из пяти зубцов: P, Q, R, S, T. Три из них: зубцы P, R и T расположены выше изоэлектрической линии (направлены вершиной вверх) и являются позитивными, а два зубца: Q и S - расположены ниже изоэлектрической линии (направлены вершиной вниз) и являются негативными. Промежутки между зубцами называются сегментами. Совокупность зубца и сегмента носит название интервала.

Изоэлектрическая линия на ЭКГ регистрируется в двух случаях: 1) когда весь миокард находится в состоянии покоя, а мембраны кардиомиоцитов поляризованы (интервал ТР); 2) когда целый отдел сердца (миокард предсердий или желудочков) полностью охвачен возбуждением (сегменты PQ и ST).

Положительный зубец Р отражает распространение возбуждения по миокарду предсердий. Длительность зубца Р равна в среднем 0,1 с. Окончание зубца Р, сменяющегося изоэлектричекой линией (сегментом РQ), отражает полный охват возбуждением обоих предсердий.

Интервал PQ характеризует время от начала возбуждения в синоатриальном узле до возникновения возбуждения в атриовентрикулярном узле. Продолжительность интервала PQ составляет у здоровых людей 0,12-0,18 с.

Сегмент PQ (изоэлектрическая линия от конца зубца Р до начала зубца Q) длится 0,02-0,08 с и характеризует время задержки проведения возбуждения в атриовентрикулярном узле. Сегмент PQ располагается на изоэлектрической линии, что отражает полный охват предсердий возбуждением.

При нарушении проводимости сердца продолжительность интервала РQ и сегмента PQ может увеличиваться и превышать соответственно 0,18с и 0,08с, что свидетельствует о неполной блокаде сердца.

В случае полной поперечной блокады проведения возбуждения, атриовентрикулярный узел ускользает из-под влияния синоатриального узла - возникает диссоциация в ритмах возбуждения предсердий и желудочков. На ЭКГ наблюдается появление зубцов Р в ритме синоатриального узла, а возникновение желудочкового комплекса QRST - в ритме атриовентрикулярного узла.

Желудочковый комплекс QRST (от начала зубца Q до конца зубца Т) обусловлен возникновением и распространением возбуждения по проводящей системе и миокарду желудочков. Продолжительность комплекса QRST составляет около 0,36 с.

Начальный быстрый компонент желудочкового комплекса - QRS длится 0,06-0,09 с. Он отражает процессы деполяризации кардиомиоцитов проводящей системы и миокарда желудочков и состоит из отрицательного зубца Q, положительного зубца R и отрицательного зубца S.

Зубец Q отражает возбуждение внутренней поверхности желудочков, сосочковых мышц, межжелудочковой перегородки и верхушки сердца.

Зубец R характеризует возбуждение наружной поверхности миокарда и оснований желудочков.

Зубец S отражает полный охват возбуждением обоих желудочков, о чем свидетельствует изопотенциальное расположение сегмента ST. Вся поверхность желудочков становится электроотрицательной и поэтому разность потенциалов между отдельными участками миокарда желудочков исчезает.

Зубец Т отражает процессы реполяризации миокарда желудочков. Он является самой изменчивой частью ЭКГ, так как реполяризация происходит не одновременно в разных волокнах миокарда желудочков. Изменение формы зубца Т может свидетельствовать о ранних нарушениях биохимических процессов в миокарде желудочков, что является важным диагностическим критерием начальных стадий заболеваний сердца (например, ишемической болезни сердца - ИБС).

Изопотенциальный интервал ТР характеризует общую паузу, когда вся поверхность сердца снова становится электроположительной. Изменения значений интервала ТР главным образом обусловливают изменения частоты сердечного ритма.

Электрокардиография является важным диагностическим методом исследования деятельности сердца и позволяет выявить:

1) расположение электрической оси сердца,

2) появление в сердце эктопических очагов возбуждения,

3) нарушения проведения возбуждения,

4) изменения сердечного ритма и длительности кардиоцикла,

5) наличие и локализацию зон повреждения в миокарде.