Позже была разработана мультипольная модель сердца, представляющая сердце не одним, а многими диполями. Эти модели легли в основу широко распространённых методов исследования работы сердца – электрокардиографии и векторкардиографии.
Мы рассмотрим применение дипольной модели сердца для выяснения природы некоторого класса сердечных аритмий.
Электрический диполь, которым моделируется электрическая активность определённой части сердца, генерирует в пространстве переменное электрическое поле с определённой частотой. В точных науках колеблющийся объект принято называть осциллятором.
Так, сердце можно представить тремя осцилляторами, соответствующими синусовому узлу, предсердиям и желудочкам.
Для согласованной работы сердца необходимо синхронизовать колебания этих осцилляторов. Введём понятие синхронных процессов. Два периодических процесса будут синхронны, если их частоты равны или кратны одна другой, а сдвиг фаз с течением времени остаётся постоянным.
Известна способность автоколебательных систем к автоматической взаимной синхронизации, если они связаны между собой. Чем сильнее связь, тем устойчивее синхронизация систем.
Так, ослабляя связь между предсердным и желудочковым осцилляторами, можно получить ряд ритмов, которые качественно соответствуют классу сердечных аритмий, называемых атриовентрикулярной (АВ) блокадой сердца.
Пусть проекция на определенную ось напряженности электрического поля, создаваемого каждым из трех осцилляторов (генераторов электрического поля), описывается функцией:
Ei(t)=E i cos (wit + j0i),
где i=1, 2, 3, Ei - амплитуда, ωi - частота, φ0i – нулевая фаза.
Тогда проекция на данную ось напряженности суммарного поля трех осцилляторов описывается функцией:
Результирующее поле зависит от синхронизации колебаний осцилляторов, а значит, и от силы связи между ними.
Если синхронизация полная, т.е. w1=w2=w3, и j01=j02=j03, то суммарное поле будет периодическим и высокоамплитудным.
При нарушении синхронизации (ослаблении связей между осцилляторами) наблюдаются нарушение периодичности (ритма сердца), биения.
Рассмотрим простой случай взаимного влияния двух осцилляторов.
Если осцилляторы синхронизированы, то нарушений ритма или биений нет:
,
E (t)=2E0cos 
t
Если связь между осцилляторами нарушается, то
Обозначим
Пусть частоты w1 и w2 различаются незначительно:
тогда Е(t)=2E0 cos(t) cos(
t).
Эта функция описывает биения, нарушения ритма сердца (рис. 1.9).
 |
|||
 |
|||
Рис. 1.9. Нарушение ритма двух осцилляторов с ослабленной связью между ними.
1.2. Практическая часть
Важнейшими параметрами кровообращения, используемыми в клинике, являются:
1) ударный объём крови ( Vуд )
(для расчета Vуд формулу (1.3) не используют в связи с трудностью определения некоторых входящих в нее характеристик. Обычно Vуд определяют по характеристикам биполярной реограммы);
2) минутный объём крови (МОК):
МОК = Vуд . f , (1.9)
где f – частота сердечных сокращений.
Минутный объем крови - количество крови, выбрасываемое в грудные артерии каждым желудочком в течение одной минуты.
Рассмотренные параметры (Vуд и МОК) характеризуют работу сердечно-сосудистой системы в рамках механической модели кровообращения (см. модели 1.1 и 1.2).
Электрическая модель сердечно-сосудистой системы (см. модель 1.3) ввела в клиническую практику еще один широко используемый параметр состояния сердечно-сосудистой системы – периферическое сопротивление (см. формулу (1.8)).
3) Периферическое сопротивление
Для практических расчётов используют следующую формулу:
Rпер = 
,
(1.10)
где Pср= Рд + 
Рс - среднее гемодинамическое
давление.
Периферическое сопротивление в состоянии покоя равняется 1200-1700 дин см -5 с-1.
Физическая нагрузка изменяет состояние сердечно-сосудистой системы, что отражается на всех ее параметрах. У здоровых лиц по мере увеличения физической нагрузки закономерно увеличивается артериальное давление и частота сердечных сокращений. В покое артериальное давление является примерно одинаковым для разных возрастных групп. Прирост артериального давления во время физической нагрузки у лиц старшего возраста значительно больше по сравнению с более молодыми. Во время физической нагрузки прирост минутного объёма кровообращения обеспечивается преимущественно за счёт увеличения частоты сердечных сокращений и в меньшей степени за счёт ударного объема сердца. У более молодых лиц при пониженных уровнях нагрузки диастолическое давление существенно не изменяется, а при повышенных нагрузках повышается.
У здоровых лиц старших возрастных групп прирост частоты сердечных сокращений во время физической нагрузки менее значителен, чем у более молодых лиц. Это служит одной из причин меньшего прироста у них минутного объёма, особенно при более высоких уровнях нагрузки. Другой причиной меньшего прироста минутного объёма у лиц старшего возраста является снижение с возрастом сократительной способности миокарда. Менее выраженный прирост частоты сердечных сокращений во время велоэргометрии у пожилых лиц, возможно, является приспособительным механизмом, защищающим сердце от чрезмерной тахикардии, которая способствует увеличению потребности миокарда в кислороде и в то же время ухудшению его кровоснабжения.
При нагрузке общее периферическое сосудистое сопротивление уменьшается вследствие расширения артериол в работающих мышцах. У пожилых лиц уменьшение общего периферического сопротивления во время велоэргометрии менее выражено, чем у молодых, возможно, в связи с развитием атеросклеротических изменений в артериолах.
При среднем уровне физической нагрузки у здоровых лиц ударный объём сердца увеличивается незначительно. При проведении велоэргометрии в горизонтальном положении испытуемого это увеличение составляет 10-20% , в положении сидя, даже при умеренной нагрузке, ударный объём возрастает на 30-50%, причём абсолютная величина ударного объёма может достигать величины его в горизонтальном положении при той же мощности нагрузки.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.