Работа 3. Фазовый анализ сердечного цикла.Цель: Научиться определять параметры системы кровообращения по записям полиграфической регистрации ЭКГ, фоно- и сфигмограмм. Задача 1. По имеющимся записям физиологических параметров (ЭКГ, ФКГ, СфГ сонной и лучевой артерий) определите длительность фаз асинхронного сокращения, изоволюметрического сокращения и периода изгнания. Задача 2. По имеющимся записям физиологических параметров (ЭКГ, ФКГ, СфГ сонной и лучевой артерий) определите скорость распространения пульсовой волны. Расстояние между точками регистрации сфигмограмм считайте равным 70 см.
Результаты:
Работа 4. Регуляции кровообращения, физиологические основы формирования ЭКГ Цель работы: описать регуляторные нейрогуморальные влияния на сердце; научиться устанавливать механизм изменений электрокардиограммы животного при экспериментальных воздействиях. Необходимое оборудование: кошка или кролик, электрокардиограф с игольчатыми электродами, два электростимулятора (один с электродами для стимуляции нерва, другой – с тонкими изогнутыми электродами и биполярным игольчатым электродом), набор хирургического инструмента, аппарат искусственной вентиляции легких, шовный материал, марля, ватные тампоны, шприцы с иглами, толстый мандрен, адреналин. Ход работы. Подготовительная часть. Животное наркотизировать тиопенталом натрия, сделать трахеотомию, перевести на искусственную вентиляцию легких. Подключить электроды для регистрации ЭКГ в отведениях от конечностей и униполярных грудных отведениях, приблизительно соответствующих отведениям V1 и V6 у человека. Зарегистрировать исходную ЭКГ в указанных отведениях. По обеим сторонам трахеи найти сосудисто-нервный пучок, отпрепарировать блуждающий и симпатические нервы. Грудную клетку вскрыть по грудине, разрезать перикард и обнажить сердце. Подвести лигатуры (не затягивая!) под: аорту, легочную артерию, левую переднюю нисходящую коронарную артерию, по возможности ближе к основанию левого желудочка, и нижнюю полую вену. (В дальнейшем, при проведении работы лигатуры следует затягивать, но не завязывать для того, чтобы затем можно было лигатуру распустить.) Методика интубации с помощью трахеотомии. На передней поверхности шеи выстригают шерсть. Пальпаторно определяют положение щитовидного хряща. Каудальнее последнего (чтобы не повредить щитовидную железу) по средней линии разрезают кожу скальпелем. Для этого ассистент двумя хирургическими пинцетами собирает кожу в складку, а хирург делает разрез между пинцетами. (В дальнейшем, при проведении трахеотомии, скальпель не используют.) Длина разреза зависит от размера животного. Так, у кошки она составляет примерно 4 см. При необходимости рану можно расширить крючками или зажимами Кохера. Закончив рассечение кожи, тупым способом, с помощью двух хирургических пинцетов, последовательно разрывают вдоль подкожную жировую клетчатку, грудинно-подъязычные и грудинно-щитовидные мышцы, фасцию трахеи. Разъединение тканей тупым способом иногда требует значительного усилия. Важно, что при этом обоими пинцетами работает один человек, иначе движения будут некоординированными, и края раны будут неровными. Обнажив трахею, подводят под нее две толстые лигатуры с помощью острой лигатурной иглы Дешана, придерживая трахею хирургическим пинцетом. Во время манипуляций с трахеей стараются не повредить щитовидную железу, сосудисто-нервный пучок, пищевод. Ассистент на двух лигатурах несколько приподнимает трахею из раны и растягивает в кранио-каудальном направлении. Хирург глазными ножницами делает на вентральной поверхности трахеи Т-образный разрез (между хрящевыми кольцами и перпендикулярно на два кольца в каудальном направлении). Его место выбирают исходя из следующих соображений. С одной стороны, разрез не должен располагаться слишком краниально, чтобы не травмировать щитовидную железу, с другой стороны, введенная интубационная трубка не должна упираться в бифуркацию трахеи, иначе воздушный поток перекроется, - поэтому разрез не должен располагаться слишком каудально. Отогнув пинцетом образовавшийся в результате разреза лепесток, вводят в трахею интубационную трубку и фиксируют ее лигатурами, туго затягивая хирургические узлы. Длинная трахеотомическая трубка увеличивает объем мертвого пространства, особенно у мелких животных, поэтому у места выхода из трахеи она должна иметь отверстие для выхода выдыхаемой газовой смеси. Закрепив интубационную трубку, соединяют ее с аппаратом искусственной вентиляции легких и начинают искусственное дыхание.
Задача 1. Влияние положения сердца на форму ЭКГ и частоту сердечных сокращений. Зарегистрировать исходную ЭКГ в любом из отведений. С помощью тампонов поднять верхушку сердца вверх и кпереди на 10-20 с, одновременно регистрируя ЭКГ. Объяснить наблюдаемые изменения. Предложить рефлекторную схему явления. Объяснить зависимость формы ЭКГ от ориентации сердца в грудной клетке. Указать два фактора, которые влияют на положение электрической оси сердца.
Задача 2. Влияние наполнения сердца на частоту сердечных сокращений. Зарегистрировать ЭКГ в любом из отведений до и после лигирования нижней полой вены на 30-60 с. Объяснить наблюдаемые изменения. Предложить рефлекторную схему явления.
Задача 3. Экспериментальная перегрузка правого и левого желудочков. На фоне регистрации ЭКГ в туловищных отведениях затянуть лигатуру на аорте на 30-60 с. После этого распустить лигатуру. Аналогичную процедуру повторить на легочной артерии. Указать электрокардиографические признаки перегрузки правого и левого желудочка. Объяснить изменения ЭКГ. Каким образом в данных экспериментальных условиях меняется сила сердечных сокращений.
Задача 4. Влияние электрической стимуляции блуждающего нерва на параметры ЭКГ. Нервы с правой и левой стороны взять на лигатуры и пересечь краниальнее лигатур. Зарегистрировать исходную ЭКГ. После этого последовательно стимулировать каудальные концы нервов электрическим током с частотой 60 Гц, постепенно увеличивая амплитуду. Отметить изменения на ЭКГ. При стимуляции блуждающего нерва особое внимание уделить изменениям интервалов P-P (R-R) и PQ. После этого в правое предсердие вколоть стимулирующие электроды и навязать сердцу предсердный ритм с частотой 125-250 ударов в минуту. После этого повторить стимуляцию блуждающих нервов с обеих сторон. Сравнить величину эффектов при стимуляции блуждающего и симпатического нерва. Объяснить наблюдаемые различия. Сравнить эффекты правых и левых нервов. Схематически объяснить отличия.
Задача 5. Экспериментальная экстрасистолия. С помощью биполярного игольчатого электрода одиночными импульсами тока проводить стимуляцию различных областей сердца (правое и левое предсердия, свободные стенки правого и левого желудочка, основание и верхушка левого желудочка) на фоне регистрации ЭКГ в отведениях “I”, “aVF”, “V1”, “V6”. (Кавычки означают, что данное отведение не вполне соответствует отведению с тем же названием у человека.) После этого расположить игольчатый биполярный электрод на свободной стенке левого желудочка и, постепенно прокалывая стенку желудочка, стимулировать сердце с разной глубины на фоне регистрации ЭКГ в одном из отведений. Указать электрокардиографические признаки возбуждения сердца от эктопических очагов различной локализации и глубины расположения в толще миокарда. Привести схему формирования полярности комплекса QRS и зубца P в указанных отведениях в зависимости от положения фронта волны возбуждения. Объяснить, почему изменяется форма и длительность компонентов ЭКГ при экстрасистолии различной топики. Объяснить, почему длительность компенсаторной паузы отличается при предсердной и желудочковой экстрасистолии.
Задача 6. Экспериментальная ишемия миокарда. В петлю лигатуры на левой передней нисходящей артерии вставить толстый мандрен длиной около 5 мм и затянуть петлю на артерии. Регистрировать ЭКГ в туловищных отведениях и следить за изменением сегмента ST и зубца T. При появлении выраженных изменений ЭКГ вытащить мандрен из петли лигатуры на артерии. После этого повторить регистрацию ЭКГ, отмечая восстановление ее параметров.
Работа 5. Определение физической работоспособности человека. Цель работы: изучить физиологические принципы тестирования функций организма во время мышечной нагрузки, освоить простые методы определения физической работоспособности человека. Необходимое оборудование: электрокардиограф с тремя электродами-присосками, тонометр, фонендоскоп, часы с секундной стрелкой или секундомер, ступенька для проведения степ-теста высотой 40 и 50 см. Ход работы. Задача 1. Предварительное обследование – определение пульса, артериального давления, выслушивание тонов сердца, регистрация ЭКГ в отведениях по Нэбу. Места выслушивания тонов сердца: митральный клапан – пятое межреберье по среднеключичной линии, аортальный клапан – второе межреберье справа от грудины, клапан легочной артерии – второе межреберье слева от грудины, трехстворчатый клапан – основание мечевидного отростка грудины. В отведениях по Нэбу используются те же электроды, что и в стандартных отведениях, то есть, красный, желтый, зеленый и черный. К первым трем присоединяются присоски. Красный электрод ставится во второе межреберье справа от грудины, желтый – в пятое межреберье по левой заднеподмышечной линии, зеленый – в позицию электрода V4 (верхушка сердца). Черный электрод с помощью пластинки фиксируется на правой голени, хотя точное положение черного (заземляющего) электрода принципиального значения не имеет. Регистрируют следующие отведения: Dorsalis (D) –переключатель отведений в положении I, Anterior (A) – положение II, Inferior (I) – положение III.
Задача 2. Гарвардский степ-тест. Обследуемый делает восхождение на ступеньку с частотой 30 подъемов в минуту. Высота ступеньки и время выполнения теста зависят от пола и возраста:
Каждое восхождение состоит из четырех фаз. На счет "раз" испытуемый ставит на ступеньку ногу; "два" - встает на ступеньку обеими ногами, выпрямляет их и принимает строго вертикальное положение; "три" - опускает на пол ногу, с которой начал восхождение; "четыре" - становится на пол обеими ногами (ногу можно менять). Если обследуемый отстает из-за усталости от ритма в течение 20 секунд, то обследование прекращают и фиксируют его длительность. Это время включают в формулу расчета индекса Гарвардского степ-теста (ИГСТ). После выполнения теста подсчитывается пульс за 30 секунд в начале второй, третьей и четвертой минут восстановительного периода.
Расчет ИГСТ:
Т- время выполнения теста в секундах, P2, P3, P4 – пульс за 30 секунд соответственно на второй, третьей и четвертой минутах восстановительного периода
Оценка теста: ИГСТ менее 90 – плохо, 90-100 – удовлетворительно, 100-110 – хорошо, более 110 – отлично.
Гарвардский степ-тест дает более полную информацию о работоспособности человека, если, кроме пульсовых характеристик, в восстановительном периоде исследуется дополнительно АД крови. Измерения производят до нагрузки и на каждой из пяти минут восстановительного периода. При оценке изменений АД исходят из положения, что наиболее рациональной реакцией на нагрузку является увеличение систолического давления на 15-30% и уменьшение диастолического - на 10-35%, в результате чего увеличивается пульсовое давление. В норме процент увеличения пульсового давления должен соответствовать проценту учащения пульса после нагрузки. Увеличение времени восстановления АД после степ-теста более 4-х минут, а также волнообразное изменение АД в восстановительном периоде свидетельствует об ухудшении функционального состояния сердечно-сосудистой системы.
Задача 3. Тест PWC170. Испытуемому предлагается выполнить две нагрузки (например, мощностью около 500 и 1000 кгм/мин). Мощность нагрузки определяется по таблице. Продолжительность каждой нагрузки - 5 мин., интервал между ними - 3 мин. В конце каждой нагрузки подсчитывается пульс за 15 сек. с пересчетом на 1 минуту. Мощность первой нагрузки подбирается таким образом, чтобы после ее окончания пульс был в пределах 130-150 уд/мин. Показатель PWC170 (от слов Physical Working Capacity) определяется как мощность работы, которую данный испытуемый может выполнить на пульсе 170 уд/мин. Величину PWC170 находят с помощью линейной экстраполяции (интерполяции). Оценку результатов теста производят, сравнивая полученные значения со значениями, относящимися к разным категориям испытуемых (см., например, Карпман и др., 1988).
Задача 4. Электрокардиографическое обследование при физической нагрузке. Испытуемому предлагается выполнить нагрузку возрастающей мощности, начиная с 600 кгм/мин с шагом примерно 120 кгм/мин до 1200 кгм/мин. Длительность каждой из нагрузок –3 мин. ЭКГ по Нэбу регистрируют в конце каждой минуты нагрузки, а артериальное давление – в конце каждой нагрузки (давление желательно измерять непосредственно во время мышечной работы, но можно сделать краткий перерыв в нагрузке для измерения артериального давления). После окончания нагрузки давление и ЭКГ регистрируют в конце каждой минуты восстановления в течение 5 мин. В ходе нагрузки следят за изменением ЭКГ (ритм сердца, положение сегмента ST, форма зубца T, длительность комплекса QRS и интервала PQ, амплитуда зубца P) Следует также обращать внимание на амплитуду волн Q и R: у здоровых людей амплитуда зубца Q во время мышечной работы увеличивается, а зубца R – уменьшается. При наличии ишемии миокарда изменения зубцов Q и R – противоположны. Нагрузку прекращают досрочно при увеличении ЧСС выше 170 уд/мин, горизонтальном смещении сегмента ST вверх или вниз относительно изолинии на 0.2 мВ, нарушениях ритма сердца, замедлении атриовентрикулярного или внутрижелудочкового проведения, повышении систолического артериального давления до 220 мм Hg и диастолического – до 120 мм Hg, а также при ухудшении самочувствия испытуемого.
Вопросы: 1. Объяснить физиологический механизм повышения ЧСС, изменения систолического и диастолического артериального давления во время мышечной работы. 2. В чем заключается физиологическое обоснование метода PWC170? 3. Какие параметры ЭКГ изменяются при мышечной работе у здорового человека? 4. В чем заключаются достоинства системы отведений по Нэбу? 5. Какую клинически значимую информацию может дать электрокардиографическое обследование во время мышечной работы?
Примерный протокол работы по определению физической работоспособности человека
1. Гарвардский степ-тест
Результаты:
|
