Рис. 2. Дифференцирующая цепочка.
Таким образом, электронный блок должен сначала выполнить дополнительное поручение: преобразовать электрические сигналы датчиков, и только потом выполнять основное поручение.
Дифференцирующие цепочки не меняют частоты дифференцируемых сигналов. Ну, а подсчет импульсов и определение частоты следования сигналов – дело для электроники привычное. Так что электронный блок показывает на мониторе пульсоксиметра не только уровень сатурации артериальной крови, но и ЧСС.
Когда контроль сатурации необходим?
Контроль сатурации необходим:
-при проведении наркоза;
-во время хирургических операций;
-при транспортировке тяжело больных пациентов;
-недоношенным новорожденным (вследствие гипоксии высок риск повреждения легких и сетчатки глаз);
-в сосудистой хирургии: во время операции и в послеоперационный период;
-в терапевтической практике – при любой патологии органов дыхания;
-при патологиях внутренних органов и системы крови.
По-видимому, пульсоксиметр может стать таким же привычным атрибутом врача, как и тонометр.
9. Порядок выполнения работы
Вам предлагается:
1.Разбиться на бригады численностью по два студента.
2.Освоить навыки измерения артериального давления.
3.Освоить навыки работы с пульсоксиметром.
В частности, учесть, что у пульсоксиметра имеется два торца, но палец влезает только со стороны одного из них...
4. Поочередно произвести измерения артериального давления, уровня сатурации S и частоты сердечных сокращений (ЧСС) в динамике.
Рекомендуемая форма протокола представлена ниже, в таблице 1.
10
|
|
|
|
|
|
Таблица 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
|
До при- |
Сразу после |
№1 |
№2 |
№3 |
|
|
седаний |
приседаний |
|
|
|
|
Время |
_ |
|
|
|
|
|
по часам |
|
___час___мин |
___час___мин |
___час___мин |
___час___мин |
2 |
Время |
_ |
t = 0 |
|
|
|
|
от t = 0 |
|
|
|
|
|
3 |
Рсист |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
Рдиаст |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
Рср |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
Сатура- |
|
|
|
|
|
|
ция |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
ЧСС |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Каждому члену бригады предстоит:
а) Измерить в спокойном состоянии, до физической нагрузки артериальное давление, уровень сатурации и ЧСС. Результаты измерений записать в протокол, в столбец 1, строки 3–7.
Примечание: среднее артериальное давление в медицинских кругах принято вычислять по формуле:
Р ср. = Р сист. + 1/3 ( Р сист. – Р диаст ) |
(3) |
б) Не снимая манжеты и пульсоксиметра, совершить 20 приседаний; в) Выполнить все измерения пункта (а). Сразу же после измерений записать
показания своих часов (столбец 2, строка 1) и результаты измерений (столбец 2, строки 3–7).
Примечания:
-Функции секретаря выполняет при этом другой член бригады.
-Вычисления по формуле (3) выполнять после завершения всех измерений.
г) Не теряя времени, повторить все действия предыдущего пункта еще три раза. Результаты измерений занести в столбцы, помеченные №1, №2 и №3.
д) Заполнить строку 2, столбцы 3, 4 и 5. Для этого надо из времени окончания каждого из трех последних измерений (строка 1) вычесть время, записанное сразу после приседаний.
5. Заключительный этап – анализ полученных результатов. Для этого необходимо:
а) Построить графики зависимости Рср (t); кривые на графиках проводятся по четырем точкам, абсциссы которых – в строке 2, а ординаты – в строке 5 таблицы. На поле графика пунктирной горизонтальной прямой показать уро-
вень Рср до приседания (столбец 1, строка 5).
11
б) С помощью графика определить длительность восстановления в работе сердца после нагрузки.
в) Кратко охарактеризовать по данным строк 6 и 7 изменения уровня сатурации и ЧСС, происходившие в ходе выполнения работы. При необходимости можно построить дополнительно графики S(t) и ЧСС(t).
г) Сопоставить данные членов бригады.
Контрольные вопросы к лабораторной работе № 52
1.Измерение артериального давления по методу Короткова
2.Происхождение звуков, слышимых при измерении артериального давле-
ния.
3.Ошибки измерения артериального давления. Способы их уменьшения.
4.Автоматы для измерения артериального давления.
5.Сатурация крови. Методы контроля уровня сатурации.
6.Принцип работы пульсоксиметра.
7.Функции дифференцирующей цепочки в пульсоксиметре.
8.Закон Бугера-Ламберта.
9.Когда контроль сатурации необходим?
12
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 53
МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ОСЕДАНИЯ ЭРИТРОЦИТОВ
Цели данной работы:
1)ознакомление со свойствами эритроцитов и с физическими процессами, происходящими при их оседании,
2)ознакомление с вязкостными свойствами жидкостей вообще и крови в особенности,
3)определение вязкости воды по скорости погружения шариков, моделирующих оседание эритроцитов.
1. Общие сведения о крови
Кровь представляет собой суспензию форменных элементов в плазме. Плазма крови – жидкость бледно-желтого цвета, состоящая на 90% из воды
и на 10% из растворенных и взвешенных в ней белковых соединений, минеральных ионов, растворимых продуктов пищеварения, продуктов, подлежащих выведению из организма, витаминов и гормонов. Некоторые компоненты плазмы имеют постоянную концентрацию, но концентрация большинства компонент не постоянна и зависит от состояния организма.
Форменные элементы – это эритроциты, лейкоциты, тромбоциты. Они составляют сообща около половины объема крови.
2. Эритроциты
Эритроциты составляют 97% общей численности форменных элементов. Они осуществляют перенос кислорода от легких к тканям и углекислого газа – от тканей к легким.
Средний диаметр эритроцита составляет в норме 7–8 мкм. Толщина на периферии – около 2 мкм. По форме эритроцит напоминает двояковогнутую линзу: это диск, утолщенный по периферии и тонкий в центральной части. Такая форма обеспечивает эритроциту высокое отношение площади поверхности к величине объема.
Эритроциты образуются в красном костном мозге. На стадии развития внутри мозга молодой эритроцит – это клетка, имеющая ядро. Но на просторах кровеносной системы он функционирует как безъядерная клетка, максимально заполненная гемоглобином. В этой клетке нет митохондрий, она не способна к синтезу органических веществ и к самовоспроизведению. Но эта необычная и, в общем-то, не вполне живая клетка изготавливается в костном мозге по очень удачному проекту, а потому способна к длительному, до 125 дней, существованию и функционированию.
Эритроциты, отслужившие свой срок, разрушаются макрофагами в печени и селезенке. Ежедневно им на смену образуется порядка 300 млрд. новых эритроцитов.
13
Основные функции эритроцитов: доставка кислорода из легких к тканям тела и доставка углекислого газа из тканей в легкие. Обе эти функции выполняются благодаря гемоглобину. В среднем, в одном эритроците 3,4·108 молекул гемоглобина.
Гемоглобин – сложный белок, который способен обратимо связываться с кислородом и углекислым газом. Молекула гемоглобина объединяет белок глобин и четыре молекулы гема; гем – это небелковая органическая молекула, содержащая один атом железа, способный привязать к себе одну молекулу кислорода. Одна молекула гемоглобина способна связать четыре молекулы кислорода. Это происходит в легких: мембрана эритроцита хорошо проницаема для газов, а молекулам кислорода энергетически выгодно «прицепиться» к молекуле гемоглобина.
Далее эритроциты движутся в общем потоке крови. Они не слипаются друг с другом, поскольку на наружных поверхностях их мембран преобладает отрицательный заряд и они взаимно отталкиваются.
В капиллярные сосуды эритроциты заходят гуськом, поочередно, поскольку диаметр эритроцита – 7–8 мкм, а диаметр капилляров – 3–10мкм. Чтобы войти в капилляр, эритроциту приходится деформироваться.
Скорость движения в капилляре – около 2 см/мин. В неторопливой обстановке капилляра происходят важные события. Через соприкасающиеся поверхности мембраны эритроцита и стенки капилляра происходит диффузия кислорода: молекулам кислорода в этих обстоятельствах выгоднее отцепиться от гемоглобина и прицепиться к молекуле миоглобина, а это уже – за пределами стенки капилляра.
Эритроцит, проходящий капилляр, поглощает углекислый газ. В мембрану эритроцита еще в костном мозге заложен фермент, выполняющий функцию мощного катализатора при связывании СО2 с гемоглобином. А позже, уже в легких, этот фермент помогает молекулам СО2 отцепиться от гемоглобина.
В легких эритроциты оказываются в новой обстановке: здесь молекулам кислорода из вдыхаемого воздуха энергетически выгодно связаться с гемоглобином эритроцитов, а поглощенный им ранее углекислый газ становится свободной молекулой СО2.
Эритроциты, помимо рассмотренных основных функций, выполняют и некоторые важные дополнительные функции. Например, с помощью гемоглобина они разносят по организму лекарственные препараты. А еще они обладают способностью накапливать токсины, и позднее, заканчивая период своего существования, они оставят токсины в печени или в селезенке.
Эритроциты должны содержаться в крови в достаточном количестве. Нормальная концентрация эритроцитов – в среднем, порядка 5·106 1/мм3;
у мужчин – несколько больше, у женщин – поменьше. Более высокая концентрация эритроцитов требуется жителям высокогорных районов, спортсменам, имеющим повышенную физическую нагрузку, и при некоторых других обстоятельствах. В среднем, в одном эритроците 3,4·108 молекул гемоглобина, каждая из которых способна связать четыре молекулы О2.
Помимо контроля концентрации эритроцитов в крови, обеспеченность тканей организма кислородом можно проверять по содержанию гемоглобина в
14