Биофизические основы реографии

Реография - метод, который позволяет измерять кровенаполнение конечностей, мозга, сердца и многих других органов.

Когда некоторый объем крови протекает через сосуды любого органа в течение систолы, объем этого органа увеличивается. Такие изменения объема изучались в прошлом с помощью, так называемой, плетизмографии, которая была основана на механических измерениях. Но возможности этого метода были ограничены. Он мог применяться только для изучения кровенаполнения верхних конечностей.

Позже было обнаружено, что при изменении количества крови в сосудах органов, изменяется их электрическое сопротивление. Это изменение определяется формулой Кедрова:

 

Здесь V - объем органа и ΔV - изменение объема в течение систолы, R – активное сопротивление и - ΔR изменение активного сопротивления органа в течение систолы, k - коэффициент прямой пропорциональности. ΔR имеет отрицательное значение, поскольку электрическое сопротивление крови меньше, чем сопротивление мышц, соединительной ткани, кожа и т.п. Поэтому активное сопротивление органов уменьшается в течение систолы и растет в течение диастолы.

Изменение активного электрического сопротивления вызывает изменение полного сопротивления. По техническим причинам более удобно измерять именно изменения импеданса, чем изменения активного сопротивления постоянному току. В реографии кинетика полного сопротивления тела человека отражает частоту и объем локального кровенаполнения органов.

Для измерения изменения полного сопротивления биологического объекта, через него пропускают переменный ток высокой частоты. Оптимальная частота, применяемая в реографии - 100 – 500кГц. При частотах выше 500 кГц сглаживаются различия в удельной электропроводности между кровью и окружающими тканями. Изменения полного сопротивления являются очень небольшими, их величина составляет: 0,08Ом для голени и предплечья, 0,1Ом для плеча и ступни.

Основная (интегральная) реограмма отражает изменение импеданса исследуемого органа при кровенаполнении. Возрастающая часть кривой возникает вследствие систолы, а нисходящая - вследствие диастолы. Обычно одновременно записываетсядифференциальнаяреограмма. Она является производной первого порядка по времени интегральной реограммы и описывает скорость изменения кровенаполнения исследуемого органа.

Реография применяется для изучения кинетики полного электрического сопротивления различных органов: сердца (реокардиография), мозга (реоэнцефалография), печени (реогепатография), глаза (реоофтальмография) и т.п.

 

 

Эхокардиография

Эхокардиография — один из наиболее широко используемых методов диагностики болезней сердца. Достоинство ее заключается в том, что она не сопряжена с необходимостью рентгеновского облучения и обеспечивает превосходное изображение. Исследование безвредно, безболезненно, относительно недорого и широко доступно.
Этот метод основан на применении высокочастотных ультразвуковых волн, испускаемых специальным датчиком, которые отражаются от сердца и кровеносных сосудов и создают подвижное изображение. Оно появляется на экране видеосистемы и записывается на видеокассету или магнитный диск. Изменяя положение и угол наклона датчика, врач видит сердце и главные кровеносные сосуды в различных плоскостях, что дает точное представление о строении и функции сердца. Чтобы получить изображение повышенного качества и проанализировать состояние мелких структур сердца, в пищевод пациента вводят особый датчик и с его помощью получают изображение. Этот вид исследования известен как чрез пищеводная эхокардиография.
Эхокардиография позволяет обнаружить нарушения в движении стенок сердца, изменение объема крови, которая выбрасывается из сердца при каждом сокращении, утолщение и другие изменения оболочки сердца (перикарда), накопление жидкости между стенкой перикарда и сердечной мышцей.
Основные виды ультразвуковых исследований (УЗИ): М-режим, двухмерный и допплеровский, в том числе цветовой допплеровский, режимы. В М-режиме, самом простом виде УЗИ, на изучаемую часть сердца нацелен единственный ультразвуковой луч. Наиболее широко используется двухмерный режим. Он позволяет получать реальные двухмерные изображения в различных плоскостях. Допплеровский режим (цветовой допплеровский режим) отображает в цвете скорость и характер движения крови. Цветовой и другие виды допплеровских исследований дают возможность определять и отображать направление и скорость кровотока в камерах сердца и сосудах. Изображения позволяют врачу видеть, правильно ли открываются и закрываются сердечные клапаны, сколько крови они пропускают, будучи закрытым, не нарушен ли кровоток. Могут быть обнаружены патологические сообщения между кровеносными сосудами и камерами сердца, определены строение и функции сосудов и камер.