 |
Методы исследования сердечно-сосудистой системы
|
|
|
|
В практике физиолого-гигиенических исследований наиболее часто используют измерения гемодинамических показателей и электрокардиографию.
Основными показателями функционального состояния системы кровообращения, исследование которых доступно в широкой практике врача по гигиене труда, являются артериальное давление, частота сердечных сокращений, ударный и минутный объемы сердца, среднее динамическое давление.
Частота сердечных сокращений (ЧСС) - лабильный и информативный показатель функционального состояния сердечно-сосудистой системы. Она может быть подсчитана пальпаторно, по ЭКГ или визуально по шкале пульсотахометра. По частоте сердечных сокращений нормируются предельно допустимые величины физического напряжения при операциях с преобладанием статической нагрузки, а также обшей, региональной и локальной динамической работе.
В настоящее время измерение ЧСС во время работы используется для косвенной оценки уровня максимального потребления кислорода (МПК). Это основано на параллелизме между степенью учащения сокращений сердца и степенью увеличения потребления кислорода во время работы. При этом используется показатель физической работоспособности PWC170 (physical working capacity):
МПКрасх. - 1,7 PWC170 + 1240 (мг/мин), (1)
Величина МПК отражает уровень физической работоспособности человека. В то же время величина МПК в известной степени оценивает состояние сердечно-сосудистой системы, определяя пределы возможного увеличения минутного объема сердца у обследуемого. МПК для нетренированного человека (мужчины) составляет 2,8-3,03 л/мин (при σ= 0,4 ±0,46).
Артериальное давление (АД) измеряется аппаратом Рива-Роччи, или сфигмоманометром, по методу Н. С. Короткова. По данным систолического и диастолического давления могут быть рассчитаны следующие гемодинамические показатели:
|
|
|
пульсовое давление (ПД), по изменениям которого можно составить косвенное представление о работе сердца:
ПД = СД – ДД, (2)
где ПД - пульсовое давление, мм рт.ст.; СД - систолическое (максимальное) давление, мм рт.ст.; ДД - диастолическое (минимальное) давление, мм рт.ст.;
среднее динамическое давление (СДД) рассчитывается по формуле Хикема, характеризующееся стабильностью, изменения его указывают на неустойчивость механизмов регуляции кровообращения:
ПД
СДД = --------- + ДД, (3)
Ударный объем крови (УО) и минутный объем крови (МОК), рассчитываются по формуле Старра:
У0= 101 +0,5 СД- 1,09 ДД-0,6 . В, (4)
где УО - ударный объем, мл; СД - систолическое давление; ДД - диастолическое давление; В - возраст обследуемого, годы;
минутный объем крови (МОК), который определяется как произведение ударного объема и частоты сердечных сокращений:
МОК = УО • ЧСС (5)
В целях более объективной оценки функционального состояния сердечно-сосудистой системы целесообразно также вычислять должный минутный объем (ДМО):
ДМО = 2,2 • S, (6)
где: 2,2 - сердечный индекс, л; S - поверхность тела обследуемого, рассчитываемая по формуле:
 |
S = k √ p • h, (7)
где р - масса тела, кг; h - рост, см; k - коэффициент, равный для женщины 0,162, а для мужчины – О167. Для ускорения расчетов поверхность тела может определяться по монограмме (рис. 1).
Периферическое сосудистое сопротивление (ПСС) рассчитывается по формуле Пуазейля и Н.Н.Савицкого:
СДД • 60
ПСС= -----------------, (8)
МОК
где ПСС - периферическое сосудистое сопротивление, кПа•с•λ-1 , СДД – среднее давление, мл.рт.ст., МОК –минутный объем крови, мл; 60- число секунд в минуте.
Под руководством Д.И.Жемайтите внедрена и использована в наших исследованиях эффективная тема диагностики физиологического состояния человека по гемодинамическим показателям метод синхронного анализа ударного (УО) и минутного (МОК) объемов крови с определением сердечного и ударного индексов по формулам:
|
|
|
МОК
СИ = -------------, (9)
S
УО
УО =- ------------, (10)
S
где S – поверхность тела, по формуле (7)
Сопоставление МОК и ДМО позволяет более точно охарактеризовать специфику функциональных изменений в системе, обусловленных воздействием различных факторов.
Состояние сердечной деятельности может характеризоваться также при помощи различных индексов и коэффициентов, расчет которых достаточно прост.
Сердечный индекс (СИ) используется для характеристики интенсивности кровообращения и представляет собой отношения величины МО к единице поверхности тела (S)
В условиях основного обмена у здорового человека СИ составляет 2,2 + 0,3 л/(мин • м2).
Вегетативный индекс Кердо (ВИК) отражает степень влияния на сердечную деятельность парасимпатической иннервации. Он рассчитывается по формуле:
ДД • 100
ВИК = --------------------, (11)
ЧСС
Положительное значение ВИК говорит о преобладании симпатических влияний, отрицательное - о преимущественно парасимпатических.
Коэффициент выносливости (КБ) может использоваться для оценки степени тренированности сердечно-сосудистой системы к выполнению физической нагрузки. Он представляет отношение ЧСС к ПД:
ЧСС
KB = ------------ • 10, (12)
ПД
Увеличение значения KB, связанное с уменьшением ПД, является показателем детренированности сердечно-сосудистой системы.
Показатель качества реакции (ПКР) служит той же цели и может характеризовать период восстановления после выполнения интенсивной работы. ПКР определяют по формуле:
ПД2-ПД1
ПКР = -------------------, (13)
ЧСС2-ЧСС1
где ПД1 и ЧСС1 - пульсовое давление и пульс до нагрузки; ПД2 и ЧСС2 - пульсовое давление и пульс после нагрузки.
У здорового человека ПКР меньше единицы. Увеличение значения ПКР свидетельствует о неблагоприятной реакции сердечно-сосудистой системы на нагрузку.
Гемодинамические показатели позволяют судить о снабжении работающих органов кислородом, питательными веществами, гормонами и другими регуляторами. Характер и выраженность этих изменений указывают на степень тяжести и напряженности труда. Так, например, при умеренной мышечной нагрузке наиболее рациональной и эффективной реакцией является увеличение УО без ускорения или при незначительном ускорении ЧСС. За счет этого увеличивается МО кровообращения и работающие мышцы получают достаточное количество крови.
|
|
|
Более тяжелая мышечная нагрузка, особенно в неблагоприятных гигиенических условиях, влечет за собой менее рациональную реакцию. Она выражается
в том, что достаточное увеличение МО достигается не только и не столько за счет увеличения силы сердечной мышцы и УО, но в большей степени за счет учащения пульса. Это ухудшает кровоснабжение самого сердца. При еще большей нагрузке в неудовлетворительных гигиенических условиях реакции системы кровообращения становятся все менее рациональными и адекватными.
При самой тяжелой работе, как физической, так и умственной, со стороны системы кровообращения обнаруживаются парадоксальные патологические реакции. У работающих уменьшается показатель УО, что не компенсируется соответствующим учащением пульса. Иногда это сопровождается относительным замедлением пульса по сравнению с периодом устойчивой работоспособности или с его среднесменной частотой. В результате показатель МО не увеличивается, а иногда даже уменьшается. Появляются также парадоксальные сдвиги в ту или иную сторону показателя СДД, особенно заметные у работников умственного труда.
В большинстве случаев описанные патологические реакции носят временный характер. У части работающих по разным причинам эти сдвиги могут стабилизироваться и со временем модифицироваться в соответствующие сердечно-сосудистые заболевания.
| Электрокардиография (ЭКГ) основана на регистрации разности потенциалов сердца, проецируемых на поверхности тела. В физиологии и гигиене труда применяют двухполюсные отведения и чаще всего три классических, или стандартных, отведения: 1) рука - рука; 2) правая рука - левая нога; 3) левая рука - левая нога. Регистрация ЭКГ в условиях производства может производиться с помощью портативного электрокардиографа "Салют". У здоровых людей ЭКГ несет относительно небольшую информацию о состоянии организма. В настоящее время разработан ряд методических приемов обработки данных ЭКГ, которые повысили ее значимость в проведении обследования человека в процессе трудовой деятельности. К числу их относится метод вариационной пульсометрии. Вариационная пульсометрия основана на данных измерения интервала R-R. Для этого у обследуемого проводят непрерывную запись ЭКГ в течение 21/2-3 мин. Измеряют 75-100 последовательных интервалов R-R. |
|
|
|
рис. 1. Номограмма для определения поверхности тела по росту и массе.
На основании этих данных строится вариационная кривая (рис. 2). Положение вариационной кривой на графике и ее форма позволяют судить о характере нервных влияний на сердечную деятельность. Симпатотония характеризуется смешением вариационной кривой влево, при этом кривая сужена и имеет одну острую вершину. При ваготонии кривая смещена вправо, расширена и имеет несколько вершин. Выделяют три типа кривых, характеризующих состояние вегетативной нервной системы: нормотонические (с модой интервала в пределах 0,7-0,9 с), симпатотонические (при моде 0,5-0,7 с) и ваготонические (мода интервала находится в пределах 1,0-1,2 с).
Рис. 2. Вариационная пульсограмма.
во время сна
1 - в состоянии покоя; 2 - после физической нагрузки; 3 (по Р. М. Баевскому).
Достаточно полно вариационная кривая может быть описана параметрами моды (Л/0), амплитуды моды (АМ0) и вариационному размаху (Ах). М0 - наиболее часто встречающиеся значения R- й-интервала, АМ0 -- количество наиболее часто встречающихся величин R- Д-интервала в процентах от общего числа анализируемых интервалов, Ах - разница между максимальным и минимальным интервалами.
По показателям математического анализа сердечного ритма можно судить и о степени напряжения регуляторных механизмов. Для этих целей пользуются так называемым индексом напряжения (ИН), который рассчитывают по специальной формуле:
АМ0
ИН = -------------
2М0 Δ х
При напряжении механизмов адаптации включение в процесс управления более высоких уровней приводит к значительной централизации управления и соответствующим изменениям индекса напряжения, увеличению амплитуды моды, уменьшению значений моды и вариационного размаха.
Значение ИН изменяется от 20-70 в покое до 500-1000 в состоянии физического или эмоционального стресса. Анализ кардиоинтервалов свидетельствует о повышении напряжения регуляторных механизмов в процессе работы и его зависимости от характера труда. Изменение ИН регистрируется в ряде профессий операторского труда и при физической нагрузке.
|
|
|
