Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ. Рекомендовано редсоветом МГТУ им




АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ ОБРАБОТКА СПИРОГРАММ НА ЭВМ

 

 

Рекомендовано редсоветом МГТУ им. Н.Э. Баумана в качестве учебного пособия

к лабораторному практикуму по курсу

«Анализ и преобразование биологических сигналов»

 

Москва

Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана

Цель работы - изучение методов и алгоритмов автоматизиро­ванного анализа биоэлектрических сигналов на ЭВМ, приобрете­ние практических навыков цифровой фильтрации и вычисления диагностических показателей но результатам спирографического или пневмотахографического исследования.

 

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

 

Наиболее распространенными и достаточно информативными неинвазивными методами исследования внешнего дыхания явля­ются спирография (спирометрия) и пневмотахография. Спирогра­фия обеспечивает не только измерение объемов, но и графическую регистрацию основных показателей вентиляции при спокойном и форсированном дыхании, физической нагрузке или при проведе­нии функциональных проб. Пневмотахография позволяет регист­рировать объемную скорость потока воздуха, т. е. в отличие от спирографии измерять производную от объемного расхода воздуха при дыхании пациента.

Для исследования функции внешнего дыхания наряду со спи­рографией в настоящее время применяют:

· пульсоксиметрию (при определении сатурации гемоглобина кислородом),

· капнографию (для определения концентрации углекислого газа в выдыхаемом воздухе),

· оксиметрию (для определения концентрации кислорода в дыхательных смесях) [1],

· макроскопическое, микроскопическое и микробиологическое исследования мокроты,

· бронхоскопию и биопсию,

· рентгенологические методы (рентгенография, томография, бронхография, компьютерная томография, ангиография),

· радионуклеидные исследования.

Внешнее дыхание - это процесс газообмена между атмосферным воздухом и кровью. Газообмен идет в легочных капиллярах, при этом происходит артериализация лёгочной крови: повышается напряжение (концентрация) кислорода в крови и снижается напряжение углекислого газа. Газообмен является основной, хотя и не единственной функцией внешнего дыхания. Функция внешнего дыхания поддерживается взаимосвязанной деятельностью всех систем внешнего дыхания - воздухоносных путей, альвеол, малого круга кровообращения, костно-мышечного каркаса грудной клетки и плевры, нейрогуморального аппарата регуляции внешнего дыха­ния. Нарушения в любой из указанных систем могут приводить к дыхательной недостаточности.

Дыхательная недостаточность - это состояние, при котором не обеспечивается нормальный газовый состав артериальной крови, либо последнее достигается за счет ненормальной, напряженной работы систем внешнего дыхания, что приводит к снижению функциональных возможностей организма.

Основными задачами исследования функции внешнего дыха­ния в клинике являются [2]:

· диагностика нарушений функций внешнего дыхания и объек­тивная оценка тяжести дыхательной недостаточности;

· дифференциальная диагностика обструктивных и рестриктивных расстройств легочной вентиляции;

· обоснование патогенетической терапии дыхательной недоста­точности;

· оценка эффективности проводимого лечения.

Спирографы применяют для определения отношений объем-время при спокойном и форсированном дыхании. Однако техниче­ская обработка результатов спирографического исследования функций внешнего дыхания представляет определенные трудно­сти и занимает десятки минут даже у высококвалифицированного лаборанта. Кроме того, в расчетах возможно появление ошибок, увеличивающееся с числом проведенных обследований и повыше­нием нагрузки на лаборанта. Этим сдерживается массовое приме­нение функциональных методов оценки дыхания при обследова­нии населения, снижается эффективность полученных данных для целей диагностики [3]. Выход из такой ситуации возможен лишь при массовом внедрении высокоэффективных алгоритмов автома­тизированной обработки биоэлектрических сигналов, и в частно­сти, спирограмм.

Сегодня в медицинском приборостроении все более широко используются микропроцессорные средства и микроЭВМ. Стои­мость такой техники снижается с каждым годом, и она становится доступной для применения в медицине. Современные компьютерные спирографические системы позволяют анализировать не только основные объемные и динамические показатели легочной вентиляции, но и отношение поток-объем, т.е. зависимость объем­ной скорости воздуха во время вдоха и выдоха от объемного рас­хода (рис. 1). Автоматизированный компьютерный анализ инспираторной и экспираторной частей петли поток-объем является наиболее перспективным методом количественной оценки нарушений легочной вентиляции.

Рис. 1. Зависимость объемной скорости воздуха во время вдоха и выдоха от объемного расхода (петля поток-объем).

 

Рассмотрим подробнее вопросы биомеханики легких. Извест­но, что к органам дыхания относят нос, носоглотку, гортань, тра­хею, бронхи, легкие, плевру и грудную клетку с дыхательными мышцами и диафрагмой. Воздух попадает в альвеолярное про­странство легких и удаляется из него по дыхательным путям, раз­деляющимся на нижние и верхние. К верхним путям относят по­лость носа, носоглотку и гортань, к нижним - трахею и бронхи.

Важное значение в биомеханике дыхания выполняют дыха­тельные мышцы, при сокращении которых изменяется объем грудной клетки. При усиленном выдохе действуют внутренние межреберные мышцы, мышцы, прикрепленные к ребрам, нижним грудным и верхним поясничным позвонкам, а также мышцы брюшной полости. Дыхательные мышцы опускают ребра и прижимают брюшные органы к расслабившейся диафрагме, умень­шая, таким образом, емкость грудной клетки.

 







Дата добавления: 2015-08-12; просмотров: 94. Нарушение авторских прав

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2017 год . (0.007 сек.) русская версия | украинская версия