Регистрация кожно-гальванической реакции (КГР)

Изменение электрических свойств кожи проявляется в сдвигах разности потенциалов между двумя пунктами кожной поверхности (феномен И.Тарханова) и изменениях электросопротивления кожи пропускаемому через нее току (феномен К Фере). В лабораторной практике используются оба метода. Показатели можно измерять с разной целью. Соответственно и их трактовка будет различной.

Когда речь идет о показателях, относящихся к достаточно долгому периоду времени, следует говорить об уровне потенциала (тоническая активность). Когда исследуют реакцию малой продолжительности на предъявляемый стимул, говорят о реакции (фазическая активность).

Реакции, возникновение которых нелегко связать с каким-либо внешним стимулом, называются спонтанными.

Существует много гипотез происхождения КГР. Ее рассматривали как отражение мышечной активности, как проявление деятельности периферических кровеносных сосудов, как активность потовых желез. В последнее время ее рассматривают, скорее всего, как отражение активности потовых желез, хотя влияние сосудистых реакций на КГР полностью не отвергнуто.

КГР часто используется для регистрации ориентировочной реакции. Последняя проявляется в отклонении пера самописца от нулевой линии или изменении кожного сопротивления. В лабораторной практике в качестве стимула используют вспышку света, звуковой сигнал, удар током, прикосновение. Можно выработать условный рефлекс на предъявление индифферентного стимула, осуществляя подкрепление тем или иным способом. При изучении ориентировочной реакции обычно учитывают такие показатели, как латентный период реакции, изменение кожного сопротивления, амплитуда КГР, площадь, заключенная между нулевой линией и кривой КГР, число реакций до угашения КГР и т. п.

В соответствии с литературными данными, кожно-гальванический компонент ориентировочной реакции является среди других одним из наиболее чувствительных. В порядке возрастания чувствительности компоненты ориентировки можно располагать следующим образом: 1) изменение частоты сердечных сокращений; 2) изменение дыхания; 3) изменение КГР; 4) активация ЭЭГ; 5) вертекс-потенциал (ВП).

При выполнении лабораторных занятий студентам предъявляется арифметическое задание — умножение двузначных чисел в уме. КГР регистрируется 2 раза: в фоне в течение 10 с при скорости протяжки бумажной ленты 3,5 мм/с и при выполнении задания все время, пока испытуемый производит умножение.

Для обработки записи необходимо сначала провести нулевую линию. После этого подсчитываются следующие показатели:

1) Число реакций в секунду в фоне и при решении, поскольку время записи в обоих случаях не одинаково. Критерий появления реакции — 5-10 % от максимальной на участке по амплитуде.

2) Амплитуда КГР в обеих ситуациях. Кроме собственно амплитуды, величину реакции оценивают с помощью таких показателей, как угол подъема кривой 1-й реакции, площадь 1-й и последующих КГР и их сумма, отношение площади 1-й КГР к количеству КГР до угашения и пр.

3) Средняя площадь одной реакции. Если используется обработка с помощью ЭВМ, то очень часто используется такой показатель, как дисперсия мгновенных значений амплитуд реакции.

4) Сдвиги указанных показателей, подсчитанные по формуле: (решение—фон) / фон.

 

 

ИССЛЕДОВАНИЕ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ

Показатели гемодинамики используются в психофизио-логических и психологических исследованиях для оценки энер-гетических затрат на выполнение определенной деятельности. Это неспецифические реакции организма.

Методы регистрации электрокардиограммы описаны в литературе достаточно подробно. Там же можно найти интерпретацию различных компонентов ЭКГ.

Таблица № 2

Вариационная пульсометрия

(Пример расчета распределения R – R интервалов)

№ п/п	Классы R-R интервалов, с	Частота Р	W	W2	PW	PW2
	0,48–0,53	*
	0,54–0,59	*
	0,6 – 0,65		0.625	0,39	1,87	1,17
	0,66 – 0,71		0,685	0,47	6,8	4,7
	0,72 – 0,77		0,745	0,56	47,68	35,84
	0,78 – 0,83		0,805	0,65	12,1	9,75
	0,84 – 0,89		0,865	0,75	4,33	3,75
	0,90 – 0,95		0,925	0,86	2,78	2,58
	0,96–1,01	*
	1,02–1,07	*
	n =				∑ PW	∑ PW2
					75,56	57,79

 

На данном занятии студенты регистрируют ЭКГ в 1 стандартном отведении, артериальное давление и частоту пульса. На основании полученных исходных данных они проводят обработку, получая значения следующих показателей:

Вариационная пульсометрия. Осуществляется на основе данных измерения интервалов между R – R зубцами при записи 100 реализаций (комплексов, включающих все компоненты ЭКГ). Полученные значения распределяются по классам статистического ряда и затем подсчитывается число R – R интервалов каждого класса (строится вариационный ряд, табл. 2). Строится вариационная кривая. Положение этой кривой на графике и ее форма позволяют судить о характере нервных влияний на сердечную деятельность (симпатотония при моде от 0,5 до 0,7 с, нормотония при моде интервала в пределах от 0,7 до 0,9 с, ваготония при моде в пределах от 0,9 до 1,2 с).

 

∑ PW 75,56

М = ——— = ———— ≈ 0,76

n 100

 

(∑ PW)² 5709,31

c = ∑ PW² — ——— = 57,79 — ——— = 57,79 — 57,09= 0,7

n 100

 

c

D = —— = 0,007

N

 

Обозначения здесь таковы: P – частота встречаемости (R – R)-интервалов определенного класса, W – середина класса, М – средний (R – R)-интервал,

Обращаем внимание на то обстоятельство, что значение W следует представлять с точностью до 3 знака после запятой. В противном случае может накопиться ошибка округления и значение с может оказаться отрицательным, что для дисперсии невозможно, поскольку она — по определению — квадрат стандартного отклонения.

В табл. показаны несколько возможных значений классов интервалов на тот случай, если индивидуальные значения этих классов не совпадут со значениями, приведенными в табл. 2 в качестве примера. Эти значения приведены курсивом.

2. Кардиоинтервалограмма. Ее построение производится по интервалам R – R зубцов. По оси абсцисс графика откладывается по порядку номер интервала, по оси ординат — их величина в секундах. Полученный график дает наглядное представление об изменениях сердечной ритмики при работе.

На основе полученных данных следует найти максимальное и минимальное значения R – R интервалов. Если разница максимального и минимальное значений больше 10% от среднего, то следует говорить об аритмии.

3. Частота пульса (ЧСС).

4. Артериальное давление (систолическое — СД и диастолическое — ДД).

5. Пульсовое давление:

ПД = СД – ДД.

6. Среднее динамическое давление:

СДД =ПД/3+ДД.

СДД характеризует функциональные возможности сердечно-сосудистой системы (ССС). Обладает большой стабильностью и для большинства здоровых взрослых людей находится в пределах от 85 – 95 мм рт. ст. У здоровых людей при выполнении работы с физической нагрузкой значительно изменяются величины максимального и минимального давлений, в то время как СДД остается на том же уровне, что и до нагрузки. Постоянство СДД при физических нагрузках расценивается как функциональная устойчивость ССС.

7. Ударный объем выброса крови:

УО = (ПД х 100)/ СрД,

где СрД = (СД+ДД)/2.

8. Минутный объем кровотока:

МОК= УО х ЧСС.

Проводилось сравнение изменений МО крови под влиянием тренировок у спортсменов и здоровых лиц, не занимающихся спортом. Оказалось, что с повышением степени тренированности происходит уменьшение ЧСС, снижение УО и, следовательно, уменьшение МО крови. В большинстве случаев увеличивается кислородная емкость крови. Аналогичные изменения происходят и у здоровых нетренированных лиц, но они менее выражены.

9. Периферическое сопротивление кровотоку:

ПСК = (СДД х 1333 х 60)/ МО дин.

Показатель оценивает сопротивление, которое оказывают кровотоку периферические сосуды. В приведенной формуле 1333 — коэффициент для перевода мм рт. ст. в дины, 60 — число секунд в минуте.

Вегетативный индекс КЕРДО (ВИК):

ВИК = (1 – ДД/ ЧСС) х 100.

Если значение ВИК положительное, то у испытуемого преобладает симпатический тип регуляции вегетативной нервной системы, а если отрицательный — парасимпатический.

11. Коэффициент выносливости:

КВ = (ЧСС/ ПД)х100.

 

 

ИССЛЕДОВАНИЕ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

ДЫХАТЕЛЬНОЙ СИСТЕМ Ы

Различают внешнее и внутреннее дыхание. Под внешним понимают происходящий через легочные капилляры газообмен между кровью и наружным воздухом, под внутренним — процессы, обеспечивающие газообмен между кровью и тканями организма, а также окислительные процессы, идущие в тканях.

Для изучения дыхания используют различные методики: 1. Пневмография — запись дыхательных движений (оценка их ритма, частоты, амплитуды); 2. Спирометрия — определение объема легочного воздуха. 3. Измерение газообмена — определение величины поглощения организмом кислорода и выделения углекислоты, т.е. легочный газообмен; 4. Оксигемометрия — определение степени насыщения артериальной крови кислородом, т. е. степени артериализации крови, показателем которой является количество гемоглобина в крови, находящегося там в виде оксигемоглобина.

Нас в первую очередь интересуют показатели внешнего дыхания: ритм, частота и глубина дыхательных движений, минутный объем дыхания, легочная вентиляция, жизненная емкость легких. Рассмотрим методы получения таких данных.

1. Пневмография — запись дыхательных движений: ритм, частота и амплитуда (глубина). Для изучения таких характеристик дыхания используются датчики различной конструкции: ртутные, воздушные, угольные, механические, термодатчики, пьезодатчики и др. Часто подсчет дыхательных движений производится путем визуального наблюдения за дыхательными экскурсиями грудной клетки.

Частота дыхания у нормального здорового человека варьирует от 8 до 28 циклов в минуту, возрастая при работе до 40.

Существует уравнение для расчета расхода энергии по частоте дыхания:

М_эн = 0,198 x ЧД – 3,06,

где М_эн — расход энергии в больших калориях в минуту, ЧД — частота дыхания, 1/мин.

2. Спирометрия — это определение объема легочного воздуха. Создатель этого метода Гутчинсон разработал классификацию объемов легочного воздуха. Согласно этой классификации, различают следующие объемы:

— дыхательный воздух (дыхательный объем, ДО) — объем воздуха, вдыхаемого и выдыхаемого при нормальных вдохе и выдохе; его величина составляет 300–900 мл. Этот объем является мерой глубины дыхания;

— дополнительный воздух (резервный объем вдоха, РО_вд) — объем воздуха, вдыхаемого при максимально глубоком вдохе; его величина составляет 1500–2000 мл;

— резервный воздух (резервный объем выдоха, РО_выд) — объем воздуха, выдыхаемого при максимально глубоком выдохе; его величина — 1500–2000 мл. Резервный воздух поддерживает легкие в определенной степени расширения;

— остаточный воздух (остаточный объем легких, ООЛ) — объем воздуха, остающегося в легких после максимального выдоха. Его объем у здорового мужчины среднего возраста составляет 1000–1500 мл, возрастая к старости до 2000–2500 мл. Он может быть измерен у человека методом ингаляции (вдыхания) индифферентных газов.

Объем максимального выдоха, произведенного после максимального вдоха, называется жизненной емкостью легких (ЖЕЛ) и представляет собой сумму ЖЕЛ = ДО + РО_вд + РО_выд. Для мужчины среднего роста ЖЕЛ варьирует в пределах 3500-5000 мл и более, для женщин характерны более низкие значения.

Сумма ЖЕЛ и ООЛ составляет общую емкость легкого (ОЕЛ), характеризующую степень анатомического развития органа. Ориентировочно нормативные величины ЖЕЛ (мл) можно получить, умножая рост мужчины на 25, женщины — на 20.

Указанные легочные объемы определяют с помощью спирометров, водного или сухого.

Мерилом легочной вентиляции является минутный объем дыхания:

МОД = ОД х ЧД,

где ОД — дыхательный объем, определяемый с помощью спирометра, ЧД — частота дыхания, 1/мин. Определяется в нашем случае визуально, за три минуты. Полученная сумма делится на 3.

В покое величина МОД колеблется в пределах 3,5–10 л. При выполнении работы он возрастает до 30–40 л, а при работах большой интенсивности возрастает до 100 л и более.

Полученные любым методом объемные величины легочной вентиляции необходимо привести к стандартным условиям: так называемому сухому состоянию (воздуху без примеси водяных паров, температуре 0⁰ С и давлению 760 мм рт.ст.). Приведение производится по специальной формуле, но на практике удобнее пользоваться специальными таблицами Ландольта-Бернштейна. Для этого надо знать атмосферное давление в момент опыта в мм рт.ст. и температуру воздуха в градусах по Цельсию. С их помощью определяют пересчетный коэффициент, на который умножают эмпирическое значение легочного объема.

Еще одним показателем состояния функции внешнего дыхания является вентиляционный индекс, позволяющий судить о степени использования организмом жизненной емкости легких:

ВИ = МОД / ЖЕЛ.

У здоровых людей в норме ВИ равен приблизительно 2, возрастая при физической работе до 10–12.