Порядок виконання роботи

Робота з електрокардіографом.

1. Підготовка електрокардіографа до роботи.

1.1. Встановити електрокардіограф у зручному для оператора положенні.

1.2. Заправити електрокардіограф паперовою стрічкою.

1.3. Встановити органи керування у вихідне положення:

· Кнопка включення мережі у положення відключено.

· Перемикач відведень у положення "1мB".

· Перемикач чутливості у положення "10мм/мB".

· Кнопку запису "М" у положення відключене (верхнє положення).

· Кнопку заспокоєння "0" у положення включене (нижнє положення).

· Кнопку перемикання швидкості "50/25" у положення необхідної швидкості.

2. Підготовка пацієнта до зняття ЕКГ.

2.1. Пацієнт повинен лежати в зручному положенні, бути розслаблений та спокійний.

· Не торкатися корпусу електрокардіографа, інших металевих предметів.

2.2. Накладіть електроди на кінцівки та на грудну клітину відповідно до загальноприйнятої методики.

· Під електроди покласти прокладки (за розміром електродів) з марлі, змочені та злегка віджаті у 5 – 10 % розчині хлориду натрію у воді.

· Закріпіть електроди на кінцівках за допомогою гумових стрічок та кнопок, але не надто сильно, щоб не створити неприємного відчуття для пацієнта.

· З'єднайте штирі кабелю відведень з електродами відповідно до буквеного і кольорового маркування та закріпіть гвинтами.

3. Запис електрокардіограми.

3.1.Ввімкніть електрокардіограф, натиснувши кнопку включення мережі. При цьому повинна загорітися індикаторна лампочка.

3.2. Регулятором зсуву пера встановіть його на середині стрічки.

3.3. Виключіть кнопку заспокоєння "0".

3.4. Виберіть чутливість приладу 10 мм/мB.

3.5. Увімкніть кнопку запису "М".

3.6. Натискаючи і відпускаючи кнопку калібрування "1мB", запишіть два-три каліброваних сигнали, обраної чутливості приладу. Виключіть кнопку запису "М".

3.7. Установіть перемикач відведень у положення "I" (перше відведення), увімкніть кнопку запису "М" і запишіть необхідне число циклів електрокардіограм (3 - 4).

3.8. Переключаючи перемикач відведення, запишіть електрокардіограму для інших відведень: II, III, aVR, aVL, aVF, V.

3.9.Якщо амплітуда зубців електрокардіограм у якому-небудь відведенні перевищує ширину поля або запис надто малий, то змініть чутливість приладу і запишіть калібрований сигнал "1 мB". Запис каліброваного сигналу може проводитися в будь-якому положенні перемикача відведень.

3.10 Закінчивши запис ЕКГ, вимкніть стрічкопротягувальний механізм, натиснувши на кнопку "М".

· Перемикач відведень поверніть у висхідне положення "1мВ".

· Вимкніть прилад від мережі, натиснувши на кнопку вимкнення мережі.

· Відключіть кабель відведень від електродів.

· Зніміть електроди з пацієнта.

4. Вивчення артефактів при реєстрації ЕКГ.

4.1. Вивчити вплив на запис контакту електрода на правій нозі.

· Перемикач відведень поставити у положення "1мв".

· Замініть мокру прокладку на суху під електродом на правій нозі.

· Перемикач відведень перевести в "I" відведення.

· Якщо перо виходить за межі ширини папера, то натисніть кнопку заспокоєння "0-МТ".

· Перемикач чутливості переведіть у положення 5мм/мв.

· Кнопку заспокоєння "0-МТ" віджати і, якщо перо не виходить за межі стрічки, зробити запис сигналу, натиснувши кнопку "М".

4.2. Вивчити вплив на запис ЕКГ у I відведенні електрода на правій руці. Всі операції виконати як у пункті 1.

4.3. Вивчити вплив на запис ЕКГ м'язових напруг.

· При записі ЕКГ у I відведенні дайте команду пацієнту слабко стискати ліву руку в кулак. Потім розслабитися. Зробити те ж із правою рукою. На підставі отриманих записів зробити висновок про причини артефактів, що викликали появу, і зробити висновок про методи їх усунення.

Обробка (розшифрування) електрокардіограми.

1. Вимір амплітуди зубців електрокардіограм.

· Заміряйте амплітуду зубців Р,Q,R,S,T у I відведенні в мм від ізолінії до вершини зубця = L.

· Розділіть отримане значення на обрану чутливість каналу S(S==10 мм/мB), U = L/S, щоб одержати значення амплітуди у мілівольтах.

· Отримані значення занесіть у таблицю, де показані значення норми для всіх зубців.

2. Вимір тривалості зубців, сегментів, інтервалів.

· Знаючи швидкість руху стрічки V(25 або 50 мм/с), визначте ціну 1мм розподілу горизонталі в секундах:

.

Якщо швидкість руху папера 50 мм/с, то перо буде проходити 1мм по горизонталі за час:

.

Якщо швидкість 25 мм/с - то k = 0,04с.

· Підрахуйте по горизонталі кількість міліметрів від початку зубця до його закінчення, тобто від точки, де крива йде від ізолінії до точки, де крива приходить до ізолінії. Помножте отримане число міліметрів L на число k – ціну одного міліметра в секундах і одержіть тривалість зубця t = k·L

· Зробіть вимір тривалостей зубців - Р,Т, комплексу QRS, сегментів PQ, SТ, інтервалів - РQ, QТ. Результати занесіть у таблицю.

· Визначте тривалість систоли, діастоли.

3. Визначення частоти серцевих скорочень по ЕКГ.

3.1. Визначте кількість міліметрів між двома послідовними зубцями R – R = L.

3.2. Знайдіть інтервал часу між ними, знаючи швидкість руху стрічки – t = L/V.

3.3. Розділіть 60 с (1 хвилина) на отримане значення 1 і одержіть частоту серцевих скорочень за хвилину:

.

3.4. На практиці ЧСС визначають за відомою швидкістю руху стрічки та кількістю міліметрів між послідовними зубцями R – R – L.

Для швидкості 50 мм/с: Для швидкості 25мм/с:

4. Визначте напрямок електричної вісі серця.

4.1. Виміряйте амплітуду зубця R у I, II і III стандартному відведенні. Формально середню електричну вісь серця пов'язують із зубцем R.

4.2. Запишіть у вигляді нерівності співвідношення між амплітудами зубців R у стандартних відведеннях.

4.3. Найбільше значення R відповідає відведенню, для якого у трикутнику Эйнтховена ЕВС серця буде паралельно вісі відведення. Якщо ЕВС проектується на позитивну частину вісі відведення, то зубець R електрокардіограми буде позитивний, тобто орієнтований вгору.

4.4. Зробіть попередній оціночний висновок про напрямок електричної вісі серця, тобто приблизно оцініть кут між віссю Х (віссю I відведення) та віссю, паралельно до якої розташований ЕВС, використовуючи трьохосьову систему відведень. Кути між вісями складають 60°.

4.5. Більш точне положення електричної вісі серця визначається у випадку, коли вісь серця перпендикулярна до будь-якої вісі стандартного відведення. У цьому випадку на електрокардіограмі R = 0 або, що буває частіше, R = S.

Більш точне положення вісі визначають, використовуючи шестиосьову систему відведень – I, II, III, aVR, aVL. Для аналізу використовують зубці R і S на ЕКГ у зазначених відведеннях.

Завдання для УДРС.

Написати реферат за темою:

1. Грудні відведення та їхня роль у визначенні положення електричної вісі серця.

2. Зміна положення анатомічної вісі серця та її вплив на положення електричної вісі (векторні представлення Ейнтховена).

Питання дня самостійної підготовки.

1. Основні положення теорії електрографії засновані на векторному представленні ЕBС серця.

1.1. М'язове волокно збудженого міокарда – струмовий електричний диполь.

1.2. Поняття дипольного еквівалентного електричного генератора серця (серце як генератор у провідному середовищі).

1.3. Зміна положення ЕВС у фронтальній площині за один кардіоцикл (петлі Р, QRS, Т).

1.4. Зв'язок різниці потенціалів із проекцією електричного вектора.

2. Трикутник Эйнтховена.

1.1. Положення електричного центра серця у трикутнику.

1.2. Проекція просторових кривих Р, QRS, Т на сторони трикутника.

1.3. Стандартні відведення та їхня полярність.

1.4. Електричні вісі стандартних відведень.

3. Параметри ЕКГ, амплітуда, тривалість, форма, сегмент, інтервал, комплекс, систола, діастола.

4. Параметри, що розраховуються з реальної ЕКГ:

4.1. Частота серцевих скорочень.

4.2. Напрямок електричної вісі серця.

5. Електрокардіограф - прилад для зняття ЕКГ.

5.1. Блок-схема приладу; характеристика властивостей кожного блоку.

5.2. Принцип роботи ЕКГ.

5.3. Розподіл електрокардіографів за способом реєстрації ЕКГ, числу каналів, напруги живлення.

5.4. Правила роботи з електрокардіографом.

5.5. Методика зняття ЕКГ.

5.6. Причини перекручування ЕКГ та методика їхнього усунення.

5.7. Визначення параметрів ЕКГ - амплітуда, тривалість, форма, ЧСС, напрямок електричної вісі.

Завдання для самоконтролю

1. На підставі теорії Ейнтховена поясніть, що буде, якщо на ЕКГ R_I ⁼ S_I?

2. Поясніть, у якому випадку при аналізі ЕКГ можуть бути наступні співвідношення зубців: R_II = R_III > R_I; R_I = S_I?

3. Чому в ЕКГ необхідно мати джерело струму з напругою 1 мв?

Завдання для перевірки знань за темою:

1. Відповідно до теорії електрокардіографії, серце людини:

1. Точковий електричний заряд.

2. Провідник.

3. Електричний струмовий диполь.

4. Діелектрик.

5. Система містить в собі декілька електричних зарядів.

2. Електричній диполь це:

1. Система з двох рівних за величиною позитивних зарядів.

2. Система з двох рівних за величиною, але протилежних за знаком зарядів.

3. Система з двох рівних за величиною негативних зарядів.

4. Система з двох протилежних за знаком зарядів, один з них вдвічі більше другого.

5. Система з трьох рівних за величиною позитивних зарядів.

3. Потенціал електричного поля серця можна представити у вигляді потенціалу одного еквівалентного диполя, який дорівнює:

1. .

2. .

3. .

4. .

5. .

4. Точка відведення називається активною:

1. Що має зміни в часі різниці потенціалів.

2. Що має неактивний заряд.

3. Що має нульовий потенціал.

4. В який вимірюється різниця потенціалів.

5. Що має позитивний заряд.

5. Ізолінія – це:

1. Лінія нульової різниці потенціалів між електродами відведення.

2. Лінія різних потенціалів між І та ІІ стандартними відведеннями.

3. Лінія різних потенціалів між ІІ та ІІІ стандартними відведеннями.

4. Лінія різних потенціалів між ІІІ та І стандартними відведеннями.

5. Лінія між активними точками.

6. Точка відведення називається індиферентною:

1. Що має позитивний заряд.

2. В якій вимірюється різниця потенціалів.

3. Що має неактивний чи нульовий потенціал.

4. Що має позитивний заряд рівний 5Кл.

5. Що записує зміни в часі різниці потенціалів

7. Стандартне відведення:

1. ЛР⁺-ПР^- - І

ПР^- - ЛН⁺ - ІІ

ЛН⁺ - ЛР^- - ІІІ

1. ЛР^- -ПР⁺ - І

ПР⁺ - ЛН^- - ІІ

ЛН^- - ЛР^- - ІІІ

1. ЛР^- -ПР^- - І

ПР^- - ЛН⁺ - ІІ

ЛН⁺ - ЛР^- - ІІІ

1. ЛР⁺-ПР^- - І

ПР^- - ЛН^- - ІІ

ЛН^- - ЛР⁺ - ІІІ

1. ЛР⁺-ПР^- - І

ПР^- - ЛН^- - ІІ

ЛН^- - ЛР^- - ІІІ

8. Активна та індиферентна точки підключаються:

1. Активна через електрод-провідник підключається до негативного полюсу, а індиферентна точка до позитивного полюса реєстрівного пристрою.

2. Активна точка підключається через електрод-провідник до позитивного полюса регєструючого пристрою, індиферентна також до позитивного полюса реєстрівного пристрою.

3. Активна та індиферентна точки через електрод-провідник підключаються до негативного полюса реєстрівного пристрою.

4. Активна та індиферентна точки через електрод-провідник підключаються до диференційованого підсилювача.

5. Активна точка підключається через електрод-провідник до позитивного полюса реєстрівного пристрою, індиферентна - до негативного полюса реєстрівного пристрою.

9. Стандартне відведення від кінцівок реєструють проекції електричного вектора серця на:

1. На горизонтальну площину організму.

2. На сагітальну площину організму.

3. На фронтальну площину організму.

4. У тривімірному просторі XYZ.

5. У площині, що з’єднує точки лівої руки, правої руки та лівої ноги.

10. Частоту ритму 60-80 у хвилину, визначають:

1. За тривалістю інтервалу R-R.

2. За тривалістю інтервалів P-Q або P-P.

3. За тривалістю інтервалів R-P або P-Q.

4. За тривалістю інтервалів R-R,T-P.

5. За тривалістю інтервалів P-P, R-R.

Еталони відповіді: 1-3; 2- 2; 3-1; 4-5; 5-1; 6-3; 7-1; 8-5; 9-3; 10-1.

Література:

1. Чалий О.В., Агапов Б.М., Цехмістер Я.В. та інш. “Медична та біологічна фізика” - К.: Книг-плюс, 2005.с.214-230

2. Орлов В.Н. Пособие по электрографии. – М.: Медицина, 1984. – С. 13 - 48, 69 - 105.

3. Владимиров Ю.А. и др. Биофизика. – М.: Медицина, 1983. – С. 173 -186.

4. Ремизов А.Н. Медицинская и биологическая физика. - М.: Высшая школа,1987. – С. 251 – 265.

5. Конспект лекцій.

6. Петров Є.Г. Біофізичні основи електрокардіографії. -Луганск, ЛДМУ, 2002.С.

Тема: Вивчення дисперсії електропровідності на моделях тканин.

Мета роботи: вивчити особливості електропровідності тканин організму при постійному та змінному струмах; вивчити особливості дисперсії електропровідності за допомогою електричних моделей тканин.

Прилади та матеріали: електричні моделі тканини (схеми) RC.

Обґрунтування необхідності вивчення даної теми.

Природа електропровідності живої речовини до цих пір остаточно не з'ясована.

Опір живої тканини або клітини змінюється в залежності від частоти струму. Величина високочастотного опору живої клітини, тканини пов'язана з основними життєвими процесами та істотно змінюється при зміні фізіологічного стану біологічних об'єктів, що використовується в клінічному методі реографії.

Теоретичні відомості про електропровідність тканин.

Живі тканини складаються із клітин, які знаходяться в міжклітинній рідини. Міжклітинна рідина та цитоплазма клітини являють собою електроліти, носіями вільних зарядів у них є іони Na⁺, K⁺ Cl^- Ca 2⁺ та інші. Ці електропровідні рідини розділяють протоплазматичні мембрани, які погано проводять електричний струм і мають великий опір. Мембрани клітин та мембрани структурних елементів клітин у стані спокою стаціонарно електрично поляризовані за рахунок активного та пасивного транспорту іонів.

Таким чином, мембрана розділяє різноіменні електричні заряди, у прилеглих до неї міжклітинні рідині та цетоплазмі клітиних, що можна уявити як конденсатор. Ємкість цього конденсатора називають статичною і питома величина її складає С=0,01Ф/м² .

Таким чином проходження електричного струму через тканини має свої особливості.

Відомо, що електропровідність живих тканин змінюється під час проходження через них постійного струму. Сила струму зменшується в часі і досягає певного значення, це наявне порушення закону Ома.

Передбачається, що криві зміни сили струму зумовлені поляризацією біологічних об'єктів. У біологічній системі виникає електрорушійна сила поляризації E_р(t), що зростає у протилежному напрямку прикладеній зовнішній напрузі. З урахуванням цієї обставини закон Ома для біологічної системи має такий вигляд:

(1)

Виникнення ЕРС поляризації пов'язане з тим, що:

1. Біля мембран структурних елементів клітин, мембран самих клітин і тканин відбувається накопичення зарядів, пов'язаних з переміщенням іонів Na, К, СІ та ін., виникає електролітична поляризація.

На поверхні діелектричних структур клітин і тканини утворюється електричний заряд, за рахунок їх дипольної та макроструктурної поляризації ї. Таким чином, на структурних неоднорідностях клітин, тканин відбувається накопичення електричних зарядів

(2),

що приводить до виникнення різниці потенціалів (3).

Ці процеси призводять до виникнення відносно великої поляризаційної ємкості:

(4),

де: І - сила струму, А.

R - опір тканини, Ом.

І₁ - початкова сила струму, І - кінцева сила струму.

Величина питомої поляризаційної ємкості складає С=0,1^ф/_м² .

Крім того відомо, що мембрани клітин та мембрани структурних елементів клітин стаціонарно поляризовані за рахунок існування активного і пасивного транспорту іонів.

Мембрана розділяє різнойменні електричні заряди, що можна представити як конденсатор, який має досить велику питому ємкість.

.

Цю ємкість в літературі часто називають статичною ємкістю.

При проходженні через тканину змінного струму поляризаційний ефект знижуватиметься. При високій частоті ці ефекти зникають і опір тканини буде наближатися до певної межі R_w.

Закон Ома для біологічних тканин порушується в діапазоні частот від 0 (постійний струм) до 10³Гц. Тому практично всі вимірювання електричних властивостей тканин проводять на частотах більш, ніж 1 кГц.

У разі потреби вимірювань в діапазоні від 0 до 1 кГц використовують малі вимірювальні струми (10^-6 -10^-8 А)і напругою порядку 10^-3 В, а також - спеціальні прийоми обробок поверхні електродів.

Таким чином, при проходженні через тканину або клітину електричний струм проходить на своєму шляху ділянки, які добре проводять його, з опором подібним омічному, і частини, які можуть представляти ємкісний (реактивний) опір.

Сумарний опір тканини (омічний та ємкісний) називають імпедансом - Z. У зв'язку з тим, що ємкісний (реактивний) опір викликає зсув фази між напругою і струмом, то імпеданс розраховується за формулою: (5).

Ємкісний опір залежить від величини ємкості конденсатора та частоти струму:

(6),

де: - циклічна частота; - частота, Гц;

С - ємкість конденсатора, Ф.

Звідки витікає, що імпеданс є частотно залежною величиною. Залежність імпедансу тканин, клітин від частоти струму називається частотною дисперсією імпедансу.

Дисперсію імпедансу Z_w, активного опору R_w, X_cw представляють графічно у вигляді:

Z=ƒ(w), R=ƒ(w), Xw=ƒ(w), або Z=lnƒ(w) і т.д.

Оскільки в живій тканині, клітині є дуже складне з'єднання структур, відповідальних за ємкість і омічний опір, то електричні властивості тканин можна моделювати різними схемами з'єднання ємкостей (конденсаторів) і резисторів.

Запропоновано велику кількість електричних схем для опису проведення струму в живих субстратах.

Модель 1 (Мал.1) представляє послідовне з'єднання активного і реактивного опору. Імпеданс може бути виражений :

Мал.1.

У цієї моделі 1 С моделює мембрану клітини в стані поляризації, a R- активний опір для проходження зарядів через мембрану.

У цієї моделі 1 при w=0 (постійний струм) імпеданс прагне до нескінченності, оскільки ємкість не проводить постійний струм. При деякий частоті опір ємкості зменшується до нуля , а імпеданс прагне до |Z|→|R|. Але жива тканина проводить постійний струм (w=0) і має R, а при збільшенні частоти активний опір w до значень 10³ і вище імпеданс досягає практично не змінної величини Z₀

Але живої тканин при w=0 значення опору R, а при w - опір R₀

Таким чином, розглянута модель не дозволяє отримати результати, що відповідають дійсності.

Для моделі 2 (Мал.2) сумарна електропровідність дорівнює:

(8).

Мал.2

З цього співвідношення витікає: (9).

(10),

де (7), імпеданс послідовно з'єднаних R₁ і С.

При w=O, постійний струм проходить по опору R_2.

При w—>0, Х_с —>0 і загальний опір схеми можна представити, як

опір паралельно з'єднаних опорів:R₁ і R₂ :

₍₁₁₎

Крім того, наявність у колі активної та реактивної (ємкістної) складової опору приводить до зсуву фаз між струмом і напругою.

Відношення активної складової до реактивної визначає тангенс кута зсуву фази між напругою і струмом: (12)

Значення кута зсуву фази для біологічних тканин може досягати 55⁰.

Вивчити дисперсію електропровідності на моделях 1, 2, 3.

Завдання:1.

1.Для моделі 1: R=10² Ом, С=1· 10^-6Ф.

2.Розрахувати за формулою (7) значення імпедансу для частот w=0; 5;10; 20; 30; 50Гц.

3.Побудувати графік залежності імпедансу від частоти.

4.Зробити висновок про відповідність цієї моделі до ходу дисперсії у реальній тканині.