Гистограмма пульса что это
Гистограмма пульса что это
Развитие сердечно-сосудистой патологии, особенно ишемической болезни сердца, сопровождается повышением стабильности СР. Появление ритмограмм 6 класа возможно как на фоне тахикардии, так и брадикардии. Это зависит от уменьшения влияния обоих отделов вегетативной нервной системы или относительного преобладания одного из них.
Гистография — способ изучения СР, заключающийся в исследовании закона распределения значений RR-интервалов как случайных величин в исследуемом их ряду. Распределение величин RR-интервалов можно представить в виде столбиковой диаграммы (гистограммы) или сплошной линии (вариационной кривой).
Построение осуществляется следующим образом. Отрезок числовой оси длительностей RR-интервалов (обычно от 0,4 до 1,4 с) разбивают на короткие участки (обычно длительностью 0,05 с). Затем по КИГ для каждого участка подсчитываем количество кардиоинтервалов, длительность которых принадлежит этому участку. Полученное число откладывают на графике в виде столбика. Совокупный график называют «гистограммой».
Новые инженерные разработки медицинской техники на современной базе вычислительной техники, увеличившие точность измерений, дали возможность производить разбивку оси длительности RR-интервалов на более короткие отрезки: 0,02, 0,015, 0,01 и даже 0,005 с (т.е. 20,15,10 и 5 мс)> Применение таким же пазонов позволяет лучше оценить работу СУ и состояние пациента.
Подсчет количества кардиоинтервалов, попадающих в отрезки числовой оси, можно производить по-разному.В этом случае группировка производится таким образом, что каждый RR-интервал занимает свое место (ячейку) в порядке поступления в соответствующий участок числовой оси.
Столбиковая гистограмма может быть заменена вариационной кривой, каждая точка которой соответствует началу или центру столбика определенного интервала.
Форма гистограммы зависит от конкретной) физиологического состояния обследуемого человека. Согласно модели регуляции СР по Р, М. Баевскому, при преобладании симпатических влияний отмечается сужение основания гистограммы и смещение ее влево на числовой оси. При усилении активности парасимпатического отдела вегетативной нервной системы основание гистограммы расширяется, высота ее снижается, а сама она смещается вправо.
Все это можно пронаблюдать у одного человека в разные периоды суток.
В бодрствующем состоянии имеется относительное равновесие в работе симпатического и парасимпатического отделов вегетативной нервной системы. В этом случае гистограмма имеет пирамидообразную форму с достаточно выраженной вершиной и средней величины основанием (гистограмма типа «пирамида»).
При физической нагрузке активность симпатического отдела вегетативной нервной системы быстро повышается (состояние «борьбы и бегства»). Форма гистограммы сходна с остроконечной башней (гистограмма типа «башня»).
Во сне («царство блуждающего нерва») основание гистограммы наиболее широко, вершина почти отсутствует (гистограмма типа «куча сухого песка» или «песчаная куча»). В некоторых случаях, как вариант, может наблюдаться несколько (2 и более) малоамплитудных вершин.
Какой пульс считается нормальным для человека того или иного возраста: сводная таблица значений по годам
Говоря о том, что сердце «бьется» или «стучит», мы имеем в виду знакомое нам понятие – пульс. Изменения при воздействии внешних факторов или эмоций, считаются нормальными. Пульс ускоряется при стрессе, физической активности и из-за различных заболеваний.
Все, что стоит за сердечным ритмом, является основным биологическим маркером благополучия человека. Но чтобы «расшифровать» сигналы, посылаемые сердцем в виде ударов и биений, необходимо знать норму пульса по возрастам.
Пульс характеризуется определенными свойствами, которые используются в диагностике сердечных и сосудистых патологий:
Какие-либо изменения могут быть вызваны наличием определенных нарушений, поэтому являются поводом обратиться к специалисту для проведения диагностики, постановки диагноза и начала лечения.
Нормы и различные вариации
Кислород поступает в органы и мягкие ткани с кровью, которая течет под определенным давлением (артериальным/АД). Это приводит к колебаниям стенок артерий, опорожнению и наполнению вен. Под влиянием АД красные кровяные тельца или эритроциты с силой «пробиваются» через тончайшие кровеносные сосуды или капилляры. При этом они преодолевают определенное сопротивление. Вещества, пропускающие электрический ток или электролиты, подвергаются аналогичному процессу.
Так создается пульс, ощущаемый во всем нашем теле, и в каждом сосуде нашего организма. С другой стороны пульсовую волну можно рассматривать, как волну движений стенок сосудов под определенным давлением. Количество этих волн обычно соответствует количеству ударов сердца.
Как подсчитать пульс?
Основной способ измерения – пальпация. Ручной метод, который основан на прикосновении. Быстро и легко, это не требует специальной подготовки. Чтобы получить точные показания, необходимо соблюдать правила измерения пульса:
Также существует и быстрый способ – подсчет на протяжении 20 секунд и умножение полученного значения на три. Также можно использовать специальный прибор – пульсометр.
ЧСС определяется в полном физическом и эмоциональном покое. У здорового человека – от 60 до 80 уд/мин. Увеличение частоты сердечных сокращений выше этих пределов называется тахикардией, снижение – брадикардией.
Сколько ударов в минуту должно быть в норме?
У мужчин
На скорость пульса оказывает влияние привычка организма к физическим нагрузкам – например, к пробежкам, ходьбе, плаванию и езде на велосипеде. У мужчин, которые занимаются спортом и ведут здоровый образ жизни, сердечная мышца прокачивает такой же объем крови, но за меньшее число сокращений. С научной точки зрения это состояние называется синдромом спортивного сердца.
Таблица – Значения пульса у мужчин в зависимости от возраста, физического состояния (значения указаны в ударах в минуту)
У женщин
Активный образ жизни и занятия спортом тренируют сердечную мышцу. Регулярные кардионагрузки повышают качество и длину жизни. Нет необходимости в каких-то специальных средствах. Достаточно совершать ежедневные пешие прогулки на свежем воздухе. Быстрый шаг против сидячего образа жизни – гарантия улучшения самочувствия и функционирования внутренних органов.
Таблица – Значения пульса у женщин в соответствии с физическим состоянием и возрастом (измерения – в ударах в минуту)
От 65 лет и старше
В период беременности изменения отмечаются уже на 20-22 неделю. Частота сердечного ритма повышается. Связано это с тем, что в организме женщины увеличивается объем крови, циркулирующей по венам. Чаще всего изменения не выходят за установленные значения. К примеру, к концу 3-го триместра беременности нормы пульса возрастают на 10-15 единиц. Перед родами значения, как правило, нормализуются.
У детей
Средние значения пульсации сердца у детей довольно значительно отличаются от частоты сердечных сокращений у взрослых. То, что считается патологией у пожилых пациентов, считается допустимым для новорожденных.
По мере взросления ребенка частота пульса постепенно уменьшается и останавливается к концу полового созревания (подросткового возраста) на отметке 60-90 уд/мин.
Таблица – Пульс у детей в зависимости от и возраста
Стоит отметить, что показатели в детском возрасте разные – утром допустимыми считаются одни, вечером и ночью другие. Оптимальное время для его измерения – после пробуждения.
Регулярный контроль помогает вовремя предотвратить развитие проблем или убедиться, что сердце ребенка работает правильно. Довольно простая процедура измерения поможет быстро диагностировать развитие возможных заболеваний.
Если у детей учащается сердцебиение и это не вызвано физическим или эмоциональным стрессом, то рекомендуется обратиться к врачу.
Какой пульс считается нормой у ребенка в 6-12 лет?
Какой пульс считается нормой у подростка в 13-17 лет?
При беге и других физических нагрузках
После еды
Причиной также может стать переедание. Много пищи требует повышенной нагрузки – усиления метаболизма. Значения могут находиться на той же отметке, что и при умеренной физической активности.
ЧСС во время сна
Во сне тело расслабляется, но нервная система, кровообращение и иные системы организма продолжают функционировать. Пульс при этом заметно замедляется, что связано с тем, что часть внутренних органов находятся в состоянии покоя, не требуя дополнительного снабжения кислородом.
Значения пульса во сне:
Повышаться может во время кошмаров. При этом не исключены скачки артериального давления.
ЧСС для сжигания жира
Многие фитнес-тренеры для расчетов используют метод Карвонена (военного врача и физиолога). Им был разработан способ определения границы при проведении тренировок.
Зона сжигания жира определяется от 50 до 80% от максимально допустимых значений. В данном случае не нужно учитывать норму о возрасту, но сам возраст нужно брать в расчет. К примеру, возьмем 35-летний возраст и проведем расчет:
Из этого следует, что зона сжигания жира колеблется от 92,5 до 144 ударов в минуту. Полученный разброс требует индивидуального определения показателей, т. к. значение имеет тренированность организма, самочувствие и иные особенности каждого. По этой причине предварительное медицинское обследование является обязательным.
Отклонения от нормы
На ЧСС оказывают влияние такие факторы, как физическая активность/покой, состояние сердечных клапанов и мышцы, показатели артериального давления, функционирование нейроэндокринной системы и уровень метаболизма.
Возможные заболевания при изменении ЧСС: миокардит, инфаркт миокарда, феохромоцитома, заболевания ЦНС (центральной нервной системы), злокачественные образования, патологии щитовидной железы, нарушения метаболизма (гипер-, гипокалиемия).
Причины замедления
Сердцебиение менее 60 ударов в минуту не всегда указывает на проблемы со здоровьем. Это может быть связано с использованием медикаментов, например бета-блокаторов.
Сердцебиение до 40 уд/мин может присутствовать у физически активных людей или лиц, которые занимаются профессиональными видами спорта. Это обусловлено натренированностью миокарда, который хорошо сжимается и способен поддерживать кровоток, не прилагая усилий.
Причины увеличения
Наиболее распространенной причиной ускоренного сердечного ритма является отсутствие отдыха перед измерением. Лучше всего делать это утром после пробуждения ото сна, не вставая с постели. Также следует убедиться, что подсчет верен.
Большинство болезней повышают работу миокарда, в том числе повышенная температура тела, гипертиреоз и врожденные пороки сердца.
Естественные причины тахикардии у женщин
Физиологическая тахикардия не указывает на патологию и возникает при физических нагрузках, нарушении гормонального фона и при повышенном психическом напряжении. Также причиной является чрезмерное употребление кофе, чая и шоколада.
На показателях могут сказаться такие факторы, как инфекционные заболевания, медикаментозная интоксикация и злоупотребление вредными привычками. Повыситься ЧСС может при резком изменении положения тела и значительных потерях крови.
Естественные причины тахикардии у мужчин
Физиологическая тахикардия не несет для здоровья опасности. И представляет собой реакцию на раздражитель. Речь идет о чрезмерной физической активности, приеме медикаментозных препаратов или о сильных стрессовых ситуациях. Стать причиной естественной тахикардии у мужчин могут непривычные климатические условия.
Естественные причины тахикардии у детей и подростков
Физиологическая тахикардия возникает, как адекватная реакция на определенные факторы, среди которых следует выделить лихорадка, острые болевые приступы и прием лекарственных средств. У детей и подростков в норме пульс увеличивается в ответ на отравление ядами и кислородное голодание.
Как проявляется нарушение пульса?
Бывает, что человек не замечает повышение или понижение показателей, но узнает об этом при обычных медицинских осмотрах. Но чаще всего нарушения дают о себе знать.
При нарушении сердечного ритма могут возникнуть осложнения, а именно в виде инфаркта миокарда, сердечной недостаточности, тромбоэмболии и нарушениям кровообращения в области головного мозга.
При наличии нарушений со стороны ЧСС используются несколько методов диагностики сердечных аритмий. Основным методом диагностики сердечных аритмий является электрокардиограмма (ЭКГ). Такое обследование поможет определить тип аритмии. Также используется электрофизиологический метод – комплексное и точное исследование сердечных аритмий. Также назначается эхокардиография и УЗИ.
Чтобы вовремя принять меры, необходимо знать норму пульса, которая различна в зависимости от возраста, половой принадлежности и образа жизни. Чем раньше будут приняты меры по нормализации ЧСС, тем меньше вероятность развития осложнений.
Как правильно выбрать и пользоваться пульсоксиметром?
Пульсоксиметрию применяют при различных заболеваниях легких, чтобы отметить, когда уровень кислорода в крови станет снижаться. И принять меры для его повышения и дальнейшего поддержания нормального уровня.
Как выглядит пульсоксиметр?
Это небольшое устройство, визуального похожее на прищепку для белья.
Его нужно надеть на палец и ждать результат измерения, который высветится на небольшом экране. Работает прибор на батарейках, хранить его можно в домашней аптечке.
Когда и зачем он нужен?
Этот прибор незаменим в диагностике различных заболеваний органов дыхания.
Для оценки степени гипоксии (недостатка кислорода) у пациента необходимо измерять уровень сатурации (насыщения кислородом крови).
Пульсоксиметр применяется при:
Пульсоксиметр необходим людям с хроническими заболеваниями. Его можно носить в кармане, сумке, рюкзаке.
Измеряя сатурацию самостоятельно, можно вовремя обнаружить любые ухудшения состояния и принять необходимые меры, которые смогут спасти вам жизнь.
Получить результат сатурации можно за считанные 10-15 секунд.
Коронавирусная инфекция
При коронавирусной инфекции следить за уровнем кислорода в крови нужно обязательно, так как известно, что вирус поражает легкие.
Сатурации 90% и ниже является условием для госпитализации в стационар.
Если у вас отмечаются:
Все эти признаки свидетельствуют о том, что человек находится либо в зоне риска, либо уже заражен коронавирусной инфекцией.
В таких случаях нужно своевременно определить ухудшение состояния и незамедлительно вызвать скорую помощь. Даже если вы перенесли коронавирусную инфекцию, симптомы кислородного голодания часто сохраняются, при этом нужно регулярно следить за сатурацией кислорода в крови.
Кому необходим этот прибор?
Пульсоксиметр полезен каждому человеку, кто заботится о своем здоровье. В период пандемии такое устройство поможет постоянно «держать руку на пульсе». Это своевременно даст информацию об ухудшении здоровья, если оно произойдет, и просто успокоит.
Как пользоваться пульсоксиметром?
Пульсоксиметр очень прост в использовании, его нужно включить, надеть «прищепку» на палец и дождаться результатов, которые будут известны через 10-15 секунд.
В комплекте с прибором, производитель прилагает инструкцию, в которой все подробно и доступно расписано. Сложностей возникать не должно, поскольку прибор прост в использовании и он компактный.
Какой палец использовать при измерении? Имеет ли это значение?
Правша вы или левша, значения не имеет. Главное, при измерении использовать либо указательный, либо средний пальцы.
Если говорить о разнице измерения на разных пальцах, то она небольшая или же ее не будет вовсе, поэтому, если вы предпочитаете указательный палец, среднему, используйте его.
Врачи рекомендуют не иметь лакового покрытия на ногтях, так как лак или гель-лак могут привести к неточным показателям. К тому же, темный лак может значительно повлиять на точность считывания результатов. Поэтому желательно использовать устройство без маникюра.
Как правильно выбрать аппарат?
Спрос на пульсоксиметры в период пандемии постоянно растёт. Такое компактное устройство, как пульсоксиметр можно найти в любой аптеке вашего города, а также на Здравсити.
Сейчас в продаже представлен большой выбор приборов, которые подойдут для домашнего применения. Уделяйте особое внимание функционалу, цене, бренду, сертификатам качества и отзывам покупателей.
В свою очередь, врачи рекомендуют ориентироваться на тип прибора. Для домашнего использования, как упоминалось выше, подойдет простая и компактная прищепка на палец.
Если же вас интересуют пульсоксиметры, обладающие системой памяти и круглосуточным измерением сатурации, стоит обратить свое внимание на полу- или профессиональные модели, которые также можно приобрести в аптеках, но имейте в виду, что такие приборы будут стоить дороже обычных портативных пульсоксиметров.
Обязательно при покупке прибора обращайте внимание на наличие лицензии и гарантию качества производителя. Это позволит обменять или вернуть потраченные средства на пульсоксиметр, если он окажется бракованным и/или будет иметь какие-либо повреждения.
На стоимость пульсоксиметров также стоит обратить особое внимание. Не рекомендуется покупать дешевые приборы, хоть они и наиболее доступны, но тем не менее, они являются недолговечными.
Даже замена батареек не дает гарантии дальнейшей стабильной работы аппарата и верности показаний при измерении.
Устройства из средней ценовой категории надежные, показаниям измерения сатурации, как правило, можно доверять, погрешности минимальны или они вовсе отсутствуют.
Дорогостоящие пульсоксиметры часто используют в стационарах. Но они оправдывают свою цену, так как эти приборы обладают рядом полезных функций, о которых говорилось выше, также они являются долговечными.
Однако, для домашнего использования рекомендуется приобрести портативный пульсоксиметр «прищепку».
При покупке стоит обращать внимание на стоимость, гарантию качества и сертификацию товара. Также можно получить консультацию специалиста, который поможет вам в выборе нужного для вас прибора.
Гистограмма пульса что это
Данная статья является реферативным изложением основной работы. Полный текст научной работы, приложения, иллюстрации и иные дополнительные материалы доступны на сайте VII Международного конкурса научно-исследовательских и творческих работ учащихся «Старт в науке» по ссылке: https://school-science.ru/7/11/40583.
Всякий здравомыслящий человек хочет прожить как можно дольше, возлагая надежды не только на генетику и здоровый образ жизни, но и на современную медицину. Точно так же любой из нас понимает, что современную медицину невозможно представить без современного оборудования. Фактически каждый инструмент, используемый медиками, функционирует или изготовлен благодаря достижениями в мире физики.
Медицина и физика – это две области, постоянно окружающие нас в повседневности, и влияние физики на развитие медицины только увеличивается.
В своей работе мы хотели бы показать, как физические законы работают в простых в использовании устройствах, взятых на вооружение не только профессиональными медиками, но и обычными людьми для контроля важнейших показателей здоровья.
Данная работа называется «Изучение работы пульсоксиметра и анализ данных, полученных в процессе исследования».
Вышеуказанная тема выбрана потому, что:
1. пульсоксиметр – современный медицинский прибор, доступный для работы в домашних условиях;
2. прибор позволяет изучить и легко контролировать важнейшие показатели кровеносной системы, нарушение работы которых смертельно опасно.
3. работу можно отнести, скорее, к области «медицина и физика», в настоящее время исследования в этой области очень актуальны
Объектная область исследования: сердечно-сосудистая система организма
Предмет исследования: уровень сатурации крови и пульсовая волна
В начале исследования мы сформулировали следующую гипотезу:
«Степень насыщения крови кислородом и частота пульсовой волны зависят от разных факторов повседневной жизни человека».
В соответствии с этой гипотезой поставили цель: познакомиться с теорией вопроса, найти и проанализировать соответствующие данные, позволяющие сделать определенные выводы о возможности изменения сатурации и частоты пульсовой волны.
Для этого необходимо решить следующие задачи:
1. изучить теорию вопроса – принцип пульсоксиметрии, состав и функции крови, ее роль в организме человека;
2. познакомиться с прибором и физическими законами, лежащими в основе его работы;
3. провести соответствующие измерения и наблюдения;
4. сделать собственные выводы.
В процессе работы были использованы теоретические и практические методы, авторы посетили лабораторию клиники «Санитас», где наблюдали работу сотрудников лаборатории, встретились с заведующей реанимационным отделением ЦРБ г. Искитима Беляевой Марией Викторовной, провели соответствующие измерения.
1. Теория изучаемого вопроса
1.1. Состав и функции крови
Нормальная жизнедеятельность клеток организма возможна только при условии постоянства его внутренней среды.
Важнейшим компонентом внутренней среды организма является кровь.
Кровь в нашем организме выполняет следующие функции:
Транспортная функция – заключается в переносе кровью различных веществ и тепла в пределах организма.
Дыхательная функция – кровь переносит дыхательные газы – кислород (О2) и углекислый газ (СО2) Кислород доставляется от легких к потребляющим его клеткам, а углекислый газ – от клеток к легким.
Питательная функция – кровь переносит питательные вещества для всасывания и потребления
Выделительная (экскреторная) функция – при биологическом окислении питательных веществ в клетках образуются конечные продукты обмена, которые транспортируются кровью к выделительным органам: почкам, легким, потовым железам, кишечнику.
Терморегулирующая функция – благодаря высокой теплоемкости кровь обеспечивает перенос тепла к коже (70 % тепла, образующегося во внутренних органах), что обеспечивает рассеяние его в окружающую среду и перераспределение.
Гомеостатическая функция – кровь обеспечивает поддержание постоянства внутренней среды организма – гомеостаза.
Защитная функция заключается, прежде всего, в обеспечении иммунных реакций, а также создании кровяных и тканевых барьеров против чужеродных веществ, микроорганизмов, дефектных клеток собственного организма, остановке кровотечений при повреждении сосудов.
В данной работе с помощью простого прибора мы предприняли попытку исследовать некоторые моменты, связанные в первую очередь с дыхательной функцией крови, в частности, зависимость степени насыщения крови кислородом от различных факторов.
1.2. Как осуществляется насыщение крови кислородом
Кислород поступает в легкие и насыщает кровь, которая затем переносит его при помощи гемоглобина – белка, насыщенного железом. существует несколько видов гемоглобина. Гемоглобин, соединенный с кислородом, называется оксигемоглобин. Именно он определяет ярко-красный цвет артериальной крови. Всего в гемоглобине человека четыре участка связывания кислорода (по одному гему на каждую субъединицу), то есть одновременно может связываться четыре молекулы. Гемоглобин в лёгких при высоком парциальном давлении кислорода соединяется с ним, образуя оксигемоглобин.
Степень насыщения кислородом напрямую отражает его уровень. В медицине этот процесс называют сатурация. У здорового человека почти весь гемоглобин связан с кислородом, норма составляет 96–99 %.
Процентное отражение насыщенности крови кислородом называется – индексом сатурации.
1.3. Зависимость индекса сатурации от различных факторов
В норме индекс сатурации составляет 95–99 %.
Если этот показатель падает ниже 95 %, то можно говорить о каких-либо нарушениях в работе дыхательной и сердечно-сосудистой систем. К тому же снижение этого показателя может свидетельствовать о наличии анемии, то есть дефицита железа. Люди, страдающие хроническими заболеваниями органов дыхания в случае, когда заболевание протекает тяжело, также имеют пониженный уровень сатурации.
Причины понижения уровня сатурации:
• недостаточное количество гемоглобина в крови либо понижение его чувствительности к кислороду;
• нарушение вентиляционной способности легких, например отеки;
• нарушена механика дыхания: ночное апноэ
• недостаток поступающей в малый круг кровообращения крови;
• пребывание в высокогорной местности (см. Приложение №4);
• нарушение циркуляции в большом круге.
В связи с причинами снижения насыщенности крови появляются симптомы этого состояния:
• снижение артериального давления
Наличие таких признаков может свидетельствовать о существенном недостатке кислорода в крови и о возможных патологических процессах, начинающихся в организме. При запущенных формах сатурации может наступить геморрагический шок. Последствия такого состояния могут быть весьма серьезными для организма. (из статьи «Мозг и сосуды», источник: сайт интернет-проекта «Болезни крови», см. Приложение, ссылки).
1.4. Пульсовая волна. Пульс
Пульс образуется при выталкивании крови из левого желудочка в аорту и в виде волны распространяется по артериям со скоростью 11 м/с, то есть 40 км/ч. Частота ударов пульса зависит от пола (у женщин на 10 ударов чаще, чем у мужчин), от возраста (у детей чаще, чем у взрослых), от положения тела, от пищеварения (первые 2–3 часа после еды чаще, чем до еды), от времени года, а также и от времени дня.
Артериальным пульсом называют ритмические колебания стенки артерий, обусловленные выбросом крови из сердца в артериальную систему и изменением в ней давления во время систолы и диастолы левого желудочка.
Исследование пульса позволяет оценить ряд важных характеристик состояния сердечно-сосудистой системы.
Сфигмография – метод графической регистрации артериального пульса. Получаемую при этом кривую называют сфигмограммой.
За время одного сердечного цикла регистрируется пульсовая волна, на которой выделяют восходящий участок –cd и нисходящий – dh.
Восходящий участок отражает растяжение стенки артерии возрастающим в ней систолическим давлением крови в период времени от начала изгнания крови из желудочка до достижения максимума давления. Нисходящий отражает восстановление исходного размера артерии за время от начала снижения в ней систолического давления до достижения в ней минимального диастолического давления.
Возрастные изменения пульсовой волны, вызванные снижением эластичности стенок артерий (материал статьи «Артериальный пульс», см. ссылку))
На dh имеются вырезка и подъем. Вырезка возникает в результате быстрого снижения давления в артерии в начале диастолы желудочков. В это время при еще открытых полулунных клапанах аорты осуществляется расслабление левого желудочка, вызывающее быстрое снижение в нем давления крови, а под действием эластических волокон аорта начинает восстанавливать ее размеры. Часть крови из аорты перемещается к желудочку. При этом она оттесняет створки полулунных клапанов от стенки аорты и вызывает их закрытие. Отражаясь от захлопнувшихся клапанов, волна крови создаст на мгновение в аорте и других артериальных сосудах новое кратковременное повышение давления, что регистрируется подъемом.
По сфигмограмме можно рассчитать длительность сердечного цикла, ритм сердца, частоту сокращений сердца, оценить продолжительность периода изгнания крови. По крутизне cd судят о скорости изгнания крови левым желудочком, состоянии аортальных клапанов и самой аорты.
2. Пульсоксиметрия – один из способов контроля состояния сердечно-сосудистой системы
2.1. Система получения медико-биологической информации
В современном мире много разной техники, которую можно применять даже дома. К примеру, есть измерители нитратов в овощах и фруктах, глюкометры, дозиметры, электронные тонометры, метеостанции для дома и так далее. Помочь человеку разобраться в устройстве приборов и их работе может школьная физика. В медицине она функционирует по тем же законам, что и в жизни.
Медицинская физика – это наука о системе, которая состоит из физических приборов и излучений, лечебно-диагностических аппаратов и технологий.
Цель медицинской физики – изучение систем профилактики и диагностики заболеваний, а также лечение больных с помощью методов и средств физики, математики и техники. Природа заболеваний и механизм выздоровления во многих случаях имеют биофизическое объяснение.
(Медицинская энциклопедия). Важным разделом медицинской физики является разработка диагностических и лечебных методов, связанных с использованием электромагнитного излучения в различных диапазонах. Очень много приборов существует для изучения тока крови и заболеваний, так или иначе влияющих на нее. Это тонометры, приборы для определения уровня сахара в крови, гемоанализаторы и пр. В нашей работе мы расскажем о простом и доступном каждому приборе- пульсоксиметре, который позволяет контролировать два важнейших показателя крови: пульс и уровень сатурации.
2.2. Пульсоксиметрия и пульсоксиметр
Сатурация определяется в процентном содержании и отражает насыщенность крови кислородом. Метод определения сатурации называется пульсоксиметрией. Соответственно прибор, ее измеряющий – пульсоксиметр. Работа пульсоксиметра основана на простых, хотя и мало кому понятных принципах спектрофотометрии. Сначала аппарат использовали только в палатах интенсивной терапии, а затем он стал общедоступным и успешно применяется даже в домашних условиях. Принцип работы прибора не требует забора крови или еще каких-то неприятных процедур. Для измерения степени насыщенности нужно приложить прибор к уху или подушечке пальца. Встроенный в него процессор обрабатывает данные и показывает уровень сатурации.
В основе технологии используются два физических принципа:
Во-первых, поглощение гемоглобином света двух различных по длине волн меняется в зависимости от насыщения его кислородом. В организме человека присутствуют два вида гемоглобина – восстановленный и оксигемоглобин. Гемоглобин, насыщенный кислородом, по-другому, нежели гемоглобин без кислорода, проницаем светом, и фотодетектор пульсоксиметра улавливает это различие и передает результаты в микропроцессор, который и анализирует их. Датчики работают по очереди и одновременно, включаются и выключаются попеременно, чтобы процессор смог отделить их систематическое воздействие на ткани от обычного внешнего света, который не должен никак сказываться на результатах исследования.
Во-вторых, световой сигнал, проходя через ткани, становится пульсирующим из-за изменения объема артериального русла при каждом сокращении сердца. Этот компонент может быть отделен микропроцессором от непульсирующего, идущего от вен, капилляров и тканей.
Определенные данные уже изначально заложены в пульсоксиметр – он знает, что гемоглобин, связанный с кислородом, лучше поглощает инфракрасный свет, а «чистый» гемоглобин – красный, и на основе этих данных он и выводит на дисплей итоговые результаты. Поток света, что не востребован кровью, забирает на себя фотоприёмник.
Итак, что измеряет пульсоксиметр?
2. Частоту пульса – удары в минуту в среднем за 5–20 секунд.
Пульсоксиметр не дает информации о:
• содержании кислорода в крови;
• количестве растворенного в крови кислорода;
• дыхательном объеме, частоте дыхания;
• сердечном выбросе или артериальном давлении.
Норма сатурации одинакова для взрослого и ребенка и составляет 95–98 %, в венозной крови – обычно в пределах 75 %. При достижении цифры в 94 %, врач должен принимать срочные меры по борьбе с гипоксией, а критическим значением считают сатурацию 90 % и ниже, когда пациенту требуется экстренная помощь.
Для справки: Как проверить насколько насыщенная у человека кровь кислородом. Есть один простой метод. Для этого нужно задержать дыхание и отсчитать, сколько времени человек может не дышать. Если время задержки дыхания приближается к одной минуте, то это норма.
3. Экспериментальная часть
3.1. Знакомство с лабораторией и методами исследования крови.
На начальном этапе работы следовало изучить теорию, познакомиться с составом и функциями крови, как важнейшей системы организма, выяснить, как осуществляется транспортировка кислорода кровью к клеткам. Здесь нам оказали помощь сотрудники лаборатории клиники Санитас и заведующая Коведяева Юлия Михайловна. (на снимке).
Нам рассказали о методах исследования крови, показали современное оборудование, взяли нашу кровь на анализ и подробно расшифровали результаты.
Также мы увидели, как выглядят различные клетки крови человека под микроскопом, узнали о том, как меняются показатели крови при некоторых патологических состояниях организма.
Во время второго посещения ЦРБ г. Искитима и встречи с заведующей реанимацией Беляевой Мариной Викторовной мы узнали, как контролируют показатели работы сердечно-сосудистой системы у пациентов с тяжелыми состояниями, узнали, кому показана пульсоксиметрия, как необходимо действовать в случае угрозы жизни тяжелого больного. Врач рассказала, что в городской больнице в реанимации у всех пациентов контроль ведется непрерывно.
Пульсоксиметрия показана при:
• при отравлениях угарным газом.
Мы узнали, что существует Руководство Всемирной организации здравоохранения по пульсоксиметрии, так как эта процедура – стандарт мониторинга при анестезии (см. приложение).
Мы увидели, как осуществляется контроль степени сатурации и подача кислорода тяжелым пациентам. В данный момент в палате находились: пожилая пациентка с хронической обструктивной болезнью легких, пациент с инфарктом миокарда и пациентка после операции. Пациентка (72 года) с ХОБЛ дышать самостоятельно могла лишь ограниченное время, сатурация при отключении аппарата падала непрерывно в течение нескольких минут до уровня 80 %. После этого пациентка была подключена к аппарату.
Рассказывает Марина Викторовна Беляева
3.2. Описание эксперимента
Для проведения эксперимента нам понадобилось два пульсоксиметра. Приборы были заказаны в интернет-магазине, торгующим медицинской техникой. Нами были заказаны напальчиковые пульсоксиметры.
К сожалению, эта разновидность пульсоксиметров не предполагает запись информации, не давая возможность непрерывно следить за тем, как меняется пульс и сатурация. К сожалению, наши финансовые возможности не позволили приобрести приборы с большим количеством опций.
Мы решили провести наблюдения по двум направлениям:
а) изучить работу прибора;
б) исследовать, как меняется частота пульса и уровень сатурации в разных условиях.
Изучение работы прибора провели следующим образом:
2. Отсутствие пульса – препятствие для работы? Мы выполнили измерение пульса и степени сатурации, перевязав палец нитью на короткое время. В итоге обнаружилось, что при отсутствии пульсовой волны прибор не работает.
3. Препятствие – металл. Мы выполнили измерения, обернув палец металлической фольгой. Прибор не дал показаний, это объясняется, видимо, тем, что алюминий отражает поток излучения от источника. Мы нашли соответствующую информацию и убедились, что алюминий – действительно препятствие для и\к лучей.
4. Испытания в условиях яркого света. Мы провели испытания прибора при ярком свете (в инструкциях к прибору говорится о том, что наличие яркого света может менять показания). В итоге выяснилось, что точечные светодиодные светильники действительно влияют на работу прибора. Показаний нет.
5. Наличие красителей на ногтях. Мы использовали гель-лак для ногтей. В результате прибор не дал показаний. Обычный лак не повлиял на его работу.
6. Поведение испытуемого. Мы убедились, что повышенная активность: дрожь, движения, размахивание руками, смех и пр. приводят к тому, что показания прибора неточные.
Кроме того, мы выяснили, что прибору требуется время для того, чтобы на мониторе установились стабильные значения. Таким образом, пульсоксиметр инерционен.
Исследование изменения частоты пульса и уровня сатурации проводилось следующим образом:
1. Для простого измерения степени сатурации мы попросили принять участие в эксперименте добровольцев разных возрастов. Мы померили сатурацию для начала у нескольких испытуемых и выяснили, что из двадцати восьми человек только у двух степень сатурации была на уровне 94 %. В беседе они нам рассказали о том, что страдают анемией. Таким образом, мы предполагаем, что степень сатурации может быть понижена у анемичных людей.
2. Далее мы приступили к более «тонким» экспериментам. В опытах участвовали добровольцы. Мы выполнили следующее:
а. Фиксация показаний прибора в спокойном состоянии.
б. Фиксация показаний после бега испытуемого по лестнице (1–3 этаж).
в. Проведение измерений после двадцати приседаний
г. Фиксация показаний после охлаждения пальца в снегу и нагревания в горячей воде
д. Проведение измерений в ходе задержки дыхания не более, чем на1 мин.
3. Кроме того, мы обратились к регулярно занимающемуся в тренажерном зале испытуемому (48 лет) за помощью, предложив ему выполнить измерения до и после тренировок.
4. Также по нашей просьбе один из испытуемых (45 лет) замерил уровень сатурации и пульс во время авиаперелета.
Полученные результаты размещены в приложении № 3.
3.3. Выводы, сделанные в процессе изучения работы прибора:
1. Пульсоксиметр дает неинвазивную оценку насыщения артериального гемоглобина кислородом. В его работе используются два принципа:
• раздельное поглощение света гемоглобином и оксигемоглобином;
• выделение из сигнала пульсирующего компонента.
2. На работу прибора могут влиять различные факторы: яркий свет, препятствие на пальце в виде фольги или на ногтях в виде покрытия, активность испытуемого, нарушение тока крови. Изменения в показаниях прибора имеют в этом случае физическую причину.
3.4. Выводы, сделанные по результатам измерений:
Проанализировав полученные данные, мы пришли к выводу, что частота пульса в наших опытах очень вариабельна, а степень сатурации, наоборот, стабильна. пульс после снятия нагрузки восстанавливается в течение 1–2 минут в среднем. Сатурацию существенно понизить у здорового человека нам не удалось. То незначительное понижение, которое удавалось наблюдать, может быть связано с погрешностью прибора.
Таким образом, наша гипотеза считается частично доказанной.
Есть два жизненно важных параметра:
• частота сердечных сокращений;
• уровень сатурации в артериальной крови.
На любые изменения условий быстро реагирует частота сердечных сокращений, а сатурация остается прежней. В нашем представлении это означает то, что сатурация является таким важным параметром, что сама природа позаботилась о сохранении ее постоянной.
Заключение
Кровь – сложнейшая, не изученная до конца система организма человека. Она выполняет важнейшие функции, без которых невозможно само существование. Каждый человек, считающий себя современным и образованным, должен иметь представление о том, как работает его организм. Особенно если он хочет жить долго и оставаться здоровым.
Рекомендации. Как насытить кровь кислородом? (из статьи «Мозг и сосуды», см. ссылки)
Среди методов насыщения крови кислородом существуют как простые и вполне доступные каждому, так и медицинские методы.
Физические упражнения, особенно хорошо подходит бег трусцой. Он заставляет легкие работать и ускоряет обмен кислорода. К тому же такие нагрузки повышают жизненную емкость легких, от которой зависит степень сатурации.
Дыхательная гимнастика. Это один из главных методов, позволяющих увеличить насыщенность крови. Самое популярное упражнение из этого комплекса – короткий вдох через нос и длинный выдох через рот. В результате кровь насыщается кислородом, а концентрация углекислого газа снижается. Дыхательная гимнастика показана и при заболеваниях, связанных с дыхательной системой, когда физические упражнения могут быть запрещены или существенно ограничены.
Прогулки на свежем воздухе помогут повысить уровень кислорода. Нужно гулять хотя бы два часа в день, во время прогулок нужно постараться находиться подальше от проезжей части. Прогулки лучше осуществлять в парках, где много деревьев и нет машин. В сочетании можно делать дыхательную гимнастику.
Для того чтобы насытить свой организм кислородом и не испытывать его недостатка, необходимо вести активный образ жизни и находить время для прогулок и занятий спортом.
Причем во время физической активности насыщаться будет и головной мозг, а это способствует улучшению памяти, работоспособности и сообразительности. При таком режиме жизни не только организм будет насыщаться кислородом, но и улучшится настроение и общее самочувствие человека.