Спосіб вивчення роботи серця

Реферат: Винахід належить до способу вивчення роботи серця на основі гідродинамічної моделі з заданими параметрами, які відповідають роботі серця при фібриляції шлуночків, де серцевий цикл має рівну -1 по тривалості діастолу та систолу, частоту фібриляції шлуночків у межах від 4 до 12 с , тиск робочої 3 3 рідини щільністю 1,05×10 кг/м , що відповідає щільності крові, у межах від 400 до 1500 Па, об'єм -5 -5 3 робочої рідини, що виштовхується серцем за одне скорочення складає 2×10 -4×10 м , швидкість робочої рідини при виході із серця у межах від 0,2 до 0,6 м/с, де роботу серця описують рівнянням: VфТс fф (Pф  0,52 )  V(12P  0,52 ) . , UA 110261 C2 (12) UA 110261 C2 UA 110261 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Винахід належить до експериментальної та ветеринарної медицини, зокрема до способів вивчення роботи серця. Відомий спосіб вивчення роботи серця, при якому використовують гідродинамічну модель з заданими параметрами, показники яких відповідають роботі серця при фібриляції шлуночків, заснований на механічних властивостях м'язу, згідно з яким встановлюють відповідність між властивостями, виявленими в дослідах на ізольованих м'язових волокнах, і як наслідок, поведінкою серцевої камери в цілому [Каро К., Шротер Р., Сид У. Механика кровообращения. М.: Мир, 1981, - С. 271]. Однак цей спосіб має високу складність вимірів, які необхідно провести та ненадійність припущень, що використовуються при розрахунках, і як наслідок, незадовільна придатність для вивчення роботи серця в клінічних умовах, якість вивчення невисока. За технічною суттю є спосіб вивчення роботи серця на основі його гідродинамічної моделі, що представляє собою електромеханічний насос. Згідно з технічним рішенням, для вивчення роботи серця визначають величину роботи серця під час його скорочення, для чого використовують наступні показники: об'єм крові, що викидається серцем за час одного скорочення, різницю між систолічним і діастолічним тиском та швидкість крові в момент виштовхування із шлуночків [Каро К., Шротер Р., Сид У. Механика кровообращения. - М.: Мир, 1981, - С. 270; Белановский А.С. Основы биофизики в ветеринарии. - М., Агропромиздат, 1989, С. 24-27]. Однак, в цьому способі є неврахування зміни тиску крові в процесі виштовхування із шлуночків, що робить розрахунки доволі приблизними. Крім того, цей спосіб застосовується при нормальних показниках роботи серця і є непридатним для вивчення його роботи при патології, зокрема при фібриляції шлуночків серця, коли воно працює в режимі самозбудження. Фібриляція серця - це не синхронні скорочення волокон міокарду, що приводять до некоординованої роботи шлуночків. Виникнув, фібриляція самостійно не припиняється. При цьому скорочення серцевих м'язів послаблюється, що приводить до летального наслідку. Тривалі дослідження фібриляції серця показали, що коливання мають квазісинусоїдний вигляд, подібний до представлених на графіку (фіг. 1), де зображено виникнення фібриляції шлуночків у собаки від електричного подразнення, що нанесено у кінці систоли (позначено стрілкою) [Гурвич Н.Л. Основные принципы дефибрилляции сердца. – М., Медицина, 1975, -С. 54]. Частота коливань шлуночків людини досягає 750 коливань на хвилину, а у собак - 550…600 коливань на хвилину [Гурвич Н.Л. Основные принципы дефибрилляции сердца. - М., Медицина, 1975, - С. 51]. В основу корисної моделі поставлено задачу вдосконалення способу вивчення роботи серця на основі гідродинамічної моделі, який забезпечить встановлення показників роботи серця при патології, зокрема при фібриляції шлуночків, з достатньою точністю та буде придатним для застосування в клінічних та лабораторних умовах. Поставлена задача досягається тим, що спосіб вивчення роботи серця, при якому використовують гідродинамічну модель з заданими параметрами, показники, які відповідають роботі серця при фібриляції шлуночків, які відрізняються тим, що створюють серцевий цикл з -1 рівними по тривалості систолою і діастолою, частоту фібриляції шлуночків у межах 4-12 с ; 3 3 задають тиск робочої рідини щільністю 1,05×10 кг/м , відповідно щільності крові у межах 4001500 Па; задають об'єм робочої рідини, що виштовхується серцем за одне скорочення, який -5 -5 3 складає 2×10 -4×10 м ; надають швидкість робочій рідині при виході із серця у межах 0,2-0,6 м/с і описують роботу серця рівнянням: VфТс fф (Pф  0,52 )  V(12P  0,52 ) , , де V  (5  10 5  10 4 ) м - об'єм крові, що виштовхується серцем за час одного скорочення в нормі; 3 Vф - об'єм крові, що виштовхується серцем за час одного скорочення при фібриляції, м ; 3 50 55 Тс  (0,2  1)с - тривалість одного сердечного циклу в нормі; -1 fф - частота фібриляції шлуночків серця, с ; P  (200  6600 ) Па - різниця між систолічним і діастолічним тиском в лівому шлуночку в нормі; Рф - різниця між максимальним і мінімальним тиском в лівому шлуночку при фібриляції, Па; 3   105  10 3 кг/м - щільність крові; , - середня швидкість крові на виході із серця, м/с.  1 UA 110261 C2 5 Це дозволяє в клінічних та лабораторних умовах підтвердити ефективність свого застосування тим самим забезпечить встановлення показників роботи серця при патології, зокрема при фібриляції шлуночків з достатньою точністю. Запропоноване технічне рішення пояснюється: На фіг. 1 - зображено виникнення фібриляції шлуночків у собаки від електричного подразнення, що нанесено у кінці систоли (позначено стрілкою). На фіг. 2 - представлена часова залежність Р  (Тс ) тиску в шлуночках при роботі серця в нормі (зліва - перші два періоди Т с ) і при фібриляції шлуночків (справа - третій і четвертий періоди Т о , заповнені частотою фібриляції). 10 15 Р   V  На фіг. 3 - представлені залежності між відношеннями  ф  і  ф  і для різних значень  Р   V      . n  Tc fф  4; 6; 8 Спосіб вивчення роботи серця, при якому використовують гідродинамічну модель з заданими параметрами, показники які відповідають роботі серця при фібриляції шлуночків, які відрізняються тим, що створюють серцевий цикл з рівними по тривалості систолою і діастолою, -1 3 частоту фібриляції шлуночків у межах 4-12 с ; задають тиск робочої рідини щільністю 1,05×10 3 кг/м , що відповідає щільності крові, у межах 400-1500 Па; задають об'єм робочої рідини, що -5 -5 3 виштовхується серцем за одне скорочення, який складає 2×10 -4×10 м ; надають швидкість робочій рідині при виході із серця у межах 0,2-0,6 м/с і описують роботу серця рівнянням: VфТс fф (Pф  0,52 )  V(12P  0,52 ) , , 20 25 де V  (5  10 5  10 4 ) м - об'єм крові, що виштовхується серцем за час одного скорочення в нормі; 3 Vф - об'єм крові, що виштовхується серцем за час одного скорочення при фібриляції, м ; 3 Тс  (0,2  1)с - тривалість одного сердечного циклу в нормі; -1 fф - частота фібриляції шлуночків серця, с ; P  (200  6600 ) Па - різниця між систолічним і діастолічним тиском в лівому шлуночку в нормі; Рф - різниця між максимальним і мінімальним тиском в лівому шлуночку при фібриляції, Па; 3   105  10 3 кг/м - щільність крові; ,  - середня швидкість крові на виході із серця, м/с. 30 Роботу серця вивчають, коли фібриляція шлуночків становить 300 уд./хв. f  5 c 1 . В нормі тривалість сердечного циклу становить Tc  0,8 с, а тривалість систоли c  0,3 c . При фібриляції шлуночків тривалість одного сердечного циклу дорівнює 1/ fф  0,2 при рівності тривалостей систоли і діастоли сф  ф  0,1с . 35 На фіг. 2 представлена часова залежність Р  (Тс ) тиску в шлуночках при роботі серця в нормі (зліва - перші два періоди Т с ) і при фібриляції шлуночків (справа - третій і четвертий періоди Т с , заповнені частотою фібриляції). Зменшення тиску при фібриляції до величини 0,75 Р находиться на основі гідродинамічної моделі (1). При цьому значення параметрів моделі дорівнювали:   105  10 3 кг / м3 ;   0,3 м / с ; Vф  0,4V . , 40 Р   V  На фіг. 3 представлені залежності між відношеннями  ф   ф  для різних значень  Р   V      n  Tc fф  4; 6; 8 . Залежності розраховані на основі гідродинамічної моделі фібриляції шлуночків серця. Залежності свідчать, що при незначному зменшенні Рф при фібриляції шлуночків суттєво зменшується об'єм крові Vф , що виштовхується серцем за час одного скорочення 45 відносно тих величин, які були властиві серцю в нормі. Спосіб вивчення роботи серця був випробуваний у лабораторних умовах і підтвердив ефективність свого застосування при дослідженні роботи серця під час фібриляції шлуночків. 2 UA 110261 C2 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 5 10 Спосіб вивчення роботи серця, при якому використовують гідродинамічну модель з заданими параметрами показників, які відповідають роботі серця при фібриляції шлуночків, який відрізняється тим, що створюють серцевий цикл з рівними по тривалості систолою і діастолою, -1 3 частотою фібриляції шлуночків у межах 4-12 с , задають тиск робочої рідини щільністю 1,05×10 3 кг/м , відповідно щільності крові у межах 400-1500 Па, задають об'єм робочої рідини, що -5 -5 3 виштовхується серцем за одне скорочення, який складає 2×10 -4×10 м , надають швидкість робочій рідині при виході із серця у межах 0,2-0,6 м/с і описують роботу серця рівнянням: VфТс fф (Pф  0,52 )  V(12P  0,52 ) , , 3 де V  (5  10 5  10 4 ) м - об'єм крові, що виштовхується серцем за час одного скорочення в нормі, 3 Vф - об'єм крові, що виштовхується серцем за час одного скорочення при фібриляції, м , 15 Тс  (0,2  1) с - тривалість одного серцевого циклу в нормі, -1 fф - частота фібриляції шлуночків серця, с , P  (200  6600 ) Па - різниця між систолічним і діастолічним тиском в лівому шлуночку в нормі, Рф - різниця між максимальним і мінімальним тиском в лівому шлуночку при фібриляції, Па, 20   1,05  10 3 кг/м3 - щільність крові,  - середня швидкість крові на виході із серця, м/с. 2 UA 110261 C2 Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4