Методы повышения качества реовазограмм

Аннотация

Задачей данного исследования являлось повышение помехоустойчивости сигнала в реографе и улучшение качества регистрируемой реовазограммы.

Полный текст

На кафедре неотложной хирургии Казанского ГИДУВа реографическим методом проводится исследование системной и регионарной гемодинамики при острых заболеваниях гепато-панкреато-билиарной зоны. Это расширяет диагностические возможности, служит объективным критерием в оценке эффективности лечения. Однако одним из существенных недостатков реографии является ее значительная подверженность артефактам и чувствительность к помехам, что наиболее выражено при использовании биополярных отведений.

Известно, что снижение уровня помех достигается в определенной степени за счет выбора оптимальной полосы пропускания реографа, приблизительно от 0,3 до 20 Гц.

Исследования, проведенные нами в условиях эксперимента и клиники, показали, что полоса пропускания регистрирующей системы «реограф РГ4-01—электрокардиограф ЭК2Т» определяется только самописцем и значительно шире требуемой (рис. 1). Вследствие возникновения дыхательных и двигательных артефактов снижается качество регистрируемой реовазограммы, а небольшая нижняя частота является причиной длительного восстановления изолинии при высокоамплитудных помехах. Поскольку реограф РГ4-01 выпущен сравнительно большой серией и подлежит длительной эксплуатации, считаем целесообразным изложить используемые нами способы снижения уровня помех.

Первый способ заключается в уменьшении полосы пропускания реографа, второй— в сокращении времени восстановления изолинии. Согласно полученным результатам, качественная регистрация сигнала (при отклонении его параметров не более чем на 10%) осуществляется у человека при обеспечении полосы пропускания частот от 0,25 до; 30 Гц, а у мелких лабораторных животных (крысы, морские свинки) — от 0,8 до 40 Гц. Первое значение достигается выбором емкостей конденсаторов С14, С17, равных; соответственно 0,25           1,0 мкФ, при сопротивлении резистора Р42 в 680 кОм., а второе — при емкостях С14, С17, равных соответственно 0,2 и 1,0 мкФ, при сопротивлении резистора Р42 в 200 кОм. Изменения амплитудно-частотной характеристики показаны графически на рис. 1.

Рис. 1. Амплитудно-частотные характеристики системы «реограф-РГ4-01 — электрокардиограф ЭК2Т». Обозначения: а — исходная частотная полоса, б — частотная полоса от 0,25 до 30 Гц для человека, в — частотная полоса от 0,8 до 40 Гц для лабораторных животных.

Существующие в настоящее время методики реографических исследований предусматривают кратковременную (5—10 с) задержку дыхания больного в момент регистрации самописцем реовазограммы. Присутствие при этом артефактов и помех не позволяет за такой короткий промежуток времени произвести качественную запись вследствие медленного восстановления изолинии, что вызывает необходимость повторных записей. Частые задержки дыхания при таких исследованиях плохо переносятся больными и могут искажать получаемые данные. Сужение частотной полосы до оптимальной при регистрации реоплетизмограммы дает существенное ослабление дыхательного артефакта, а форма полезного сигнала сохраняется без искажения. Это позволяет выполнять реоплетизмографию на фоне поверхностного дыхания и исключить прохождение сетевых наводок (рис. 2). Поскольку двигательные и дыхательные артефакты имеют полярность, противоложную реографическому сигналу, то за счет параллельного подключения полупроводникового диода типа ДЕ2 к клеммам электрокардиографа «осциллоскоп» можно ослабить двигательные артефакты высокой амплитуды. Скорость восстановления изолинии возрастает в 2,5—3 раза, что дает возможность зарегистрировать полезный сигнал после воздействия помехи, не прерывая запись. Применение в этом случае прибора с исходными параметрами оказывается малоэффективным. Для сравнения приводится реогепатограмма здорового человека до и после подключения ограничительного диода и сужения полосы пропускания частот от 0,25 до 30 Гц при возникновении во время записи высокоамплитудного артефакта.

Рис. 2. Реоплетизмограмма здорового человека. Обозначения: а — оптимальная, записанная в частотной полосе 0,25—30 Гц, б — исходная реоплетизмограмма, в — с ограничительным диодом, г — без диода, д — дыхательные волны, е — двигательный артефакт.

Таким образом, помехоустойчивость сигнала является актуальной проблемой реографических исследований. Проведенная нами несложная модернизация схемы реографа РГ4-01 ослабляет действие помех и артефактов, не искажая при этом формы полезного сигнала, что может было использовано в работе клиницистов и экспериментаторов для более качественной записи реовазограмм.