Лабораторная работа №2 по курсу “Биофизика” icon

Лабораторная работа №2 по курсу “Биофизика”



НазваниеЛабораторная работа №2 по курсу “Биофизика”
Дата конвертации10.08.2012
Размер76.62 Kb.
ТипЛабораторная работа
1. /ЛР 2 - Моделирование процессов формирования плетизмограммы.docЛабораторная работа №2 по курсу “Биофизика”


Московский Государственный Технический Университет им. Н.Э.Баумана


Лабораторная работа №2

по курсу “Биофизика”

Моделирование процессов формирования плетизмограммы


и исследование ее параметров


Студент: Черных П.В. /группа БМТ1-52/

Преподаватель: Сафонова Л.П.


Москва, 2005 г.

Цель работы – изучить принципы физического и математического моделирования формирования сигнала импедансной реоплетизмографии и исследовать информативность его параметров.


Математическое моделирование – необходимая часть научно-исследовательской работы, так как оно позволяет изучать организм не целиком (что неудобно, так как это чрезвычайно сложная система), а лишь отдельные его функции с помощью математической модели – условного образа реального объекта.


Импедансная реография (реоплетизмография) – наиболее часто используемый метод оценки параметров гемодинамики. Суть метода – регистрация изменения импеданса на переменном токе частоты f исследуемого участка тела при его пульсовом кровенаполнении. В своей работе мы исследуем принципы формирования сигнала тетраполярной РПГ (более распространена на практике).


Для того, чтобы свести к минимуму емкостную составляющую импеданса, используем частотный диапазон тока 50..200 кГц. Амплитуда тока в исследования составляет 0,2..0,4 мА. Параметры электродной системы определяем из геометрических размеров:



рис.1 Тетраполярный метод РПГ. Выбираем соотношение l/L<0.6. При этом точность измерений объема крови в сегменте конечности не ниже 15%.


Зная приращение объема сегмента тела ∆V(t), можем вычислить изменение сопротивления ∆R(t):





ρ – удельное сопротивление тела, l – расстояние между измерительными электродами, R – базовое значение сопротивления.


По кривой РПГ (на которой изображена зависимость ∆R(t)) определяются следующие параметры:

- реографический диастолический индекс РДИ=f/c

- показатель тонуса венозных сосудов – дикротический индекс ДИ=e/c

- амплитудный и временной показатель сосудистого тонуса (для мелких сосудов) АПСТ=b/c, ВПСТ=t1/t2

- показатель максимальной скорости наполнения (для крупных сосудов) МСН=b/t1

- индекс эластичности сосудистой стенки - показатель замедленного кровотока ПЗК=c/МСН

png" name="graphics3" align=bottom width=233 height=338 border=0>

рис. 2 Вид кривой РПГ


Безразмерные индексы на кривой РПГ несут информацию о показателях тонусов различных типов сосудов кровянного русла. Однако рассматривая эти параметры, необходимо тщательно анализировать и проверять полученную информацию. Необходимо оценивать степень информативности этих показателей и устанавливать их связь с параметрами состояния отделов сосудистого русла. Эффективным методом решения этой задачи является имитационное физическое и математическое моделирование. Рассмотрим задачу математического моделирования процессов формирования кривой РПГ.




рис. 3 Математическая модель в сосредоточенных параметрах


В модели учитываются: крупные и средние артериальные сосуды (гемодинамическое сопротивление R, объемная емкость С), мелкие резистивные сосуды (гемодинамическое сопротивление r), венозные сосуды (сопротивление Rv и емкость Cv). На входе в сосудистое русло сегмента имеется давление P(t).

Практическая часть.



рис. 4 Схема для исследования параметров РПГ


Исследуя модель, получаем кривую зависимости импеданса от времени вида:



рис. 5 Реографическая кривая, полученная при исследовании.


Ас – амплитуда систолической волны

Аи – амплитуда инцузуры

Ад – амплитуда диастонической волны


α (с) – длительность анакротической фазы. Этот параметр характеризует эластичность трубковых артериальных сосудов.


Для нашей модели: Ас=2.254*10-3; Аи=0.282*10-3; Ад=0.535*10-3




Изучим влияние параметра R2 (определяющий состояние мелких сосудов) на реографическую кривую. Будем изменять этот параметр в диапазоне 100..2800 Ом с шагом 300 Ом. Найдем при каждом значении сопротивления значения параметров α, Ас, Аи, Ад, ДКИ, ДСИ.


Теоретически ожидаем наибольшее влияние на параметр ДКИ, который показывает тонус мелких сосудов.


R2, Ом

α, с

Ас, 10-3

Аи, 10-3

Ад, 10-3

ДКИ, %

ДСИ, %

100

0,160

4,938

0,607

1,149

12,3

23,2

400

0,160

3,503

0,438

0,815

12,5

23,3

700

0,160

2,951

0,371

0,690

12,5

26,6

1000

0,159

2,661

0,335

0,625

12,6

23,5

1300

0,158

2,484

0,313

0,586

12,6

23,6

1600

0,158

2,364

0,297

0,559

12,5

23,6

1900

0,158

2,278

0,285

0,540

12,5

23,7

2200

0,157

2,214

0,276

0,526

12,4

23,8

2500

0,156

2,164

0,269

0,515

12,4

23,8

2800

0,156

2,124

0,264

0,506

12,4

23,8




δα=2,5%










ΔДКИ=2,4%

ΔДКИ=2,5%


Вывод: при изменении гемодинамического сопротивления мелких резистивных сосудов мы ожидаем изменения параметра ДКИ. Но так как диапазон изменений очень мал (100..2800 Ом), то мы получаем малые равные изменения (Δ=2,5%) всех параметров системы.


Изучим влияние моделирования медицинской патологии (атеросклероза) на параметры системы. R1 увеличим в 1,5 раза. R2 увеличим в 15 раз. С1 уменьшим в 10 раз:



Таким образом, изменение параметров составляет:



Вывод: при атеросклерозе наблюдаем наибольшее изменение состояния мелких сосудов (ДКИ изменяется на 4%), что является следствием наибольшего (увеличивается в 15 раз) изменения их гемодинамического сопротивления (R2).


Примечания (не для печати):


1.Для составления схемы используется источник из файла C:\MC5\data\sl.usr. Метод исследования – Transient, Time Range=1, 102 точки. Строим зависимость T от (-q(c1)-q(c2)). При «минусах» максимум кривой соответствует максимальному кровонаполнению.




рис. Бонус1 Картинка без «минусов»


2. На этапе Stepping (после первого определения ДКИ, ДСИ):

Вариант 1

R1

10..5k

500

Вариант 2

C1

1u..10u

10u

Вариант 3

R2

1k..5k

500

Вариант 4

R3

10..1000

100

Вариант 5

C2

10u…1000u

100u


3. Варианты медицинских патологий

Атеросклероз – R1 увеличивается в 1,5 раза, R2 увеличивается в 15 раз, C1 уменьшается в 10 раз.

Вегето-сосудистая дистония – R1 уменьшается в 10 раз.

Тромбофлебит – C2 уменьшается в 10 раз. R2 увеличивается в 100 раз.

Спазм мелких сосудов – R2 увеличивается в 100 раз.





Похожие:

Лабораторная работа №2 по курсу “Биофизика” iconДокументы
1. /OOP/Лабораторная работа ь00-Введение.doc
2. /OOP/Лабораторная...

Лабораторная работа №2 по курсу “Биофизика” iconЛабораторная работа: создание мини-презентации «Памятники Кремля»
Лабораторная работа проводится в компьютерном классе, с подключением к сети Internet
Лабораторная работа №2 по курсу “Биофизика” iconДокументы
1. /Lab1/Лабораторная работа 1.doc
2. /Lab2/Лабораторная...

Лабораторная работа №2 по курсу “Биофизика” iconИ я забуду Покажи мне и я запомню, Дай мне действовать самому и я научусь. Китайская мудрость Тема: Лабораторная работа
Тема: «Лабораторная работа «Измерение работы и мощности тока в электрической лампочке»
Лабораторная работа №2 по курсу “Биофизика” iconДокументы
1. /Nash/lab1/Лабораторная работа ь1.doc
2. /Nash/lab10/Лабораторная...

Лабораторная работа №2 по курсу “Биофизика” iconЛабораторная работа №2 «Система безопасности Windows xp»
Лабораторная работа №2 «Система безопасности Windows xp» Цель работы: Изучить систему безопасности Windows xp
Лабораторная работа №2 по курсу “Биофизика” iconЛабораторная работа «Работа в Windows c помощью основного меню. Использование технологии ole»
Запишите размер папки, выраженный в Мб (мегабайтах) в текстовый редактор блокнот
Лабораторная работа №2 по курсу “Биофизика” iconЛабораторная работа «Работа с текстовыми фрагментами без помощи мыши»
Скопируйте последнее слово получившегося текста и вставьте его в начало текста один раз
Лабораторная работа №2 по курсу “Биофизика” iconДокументы
1. /Базовые задачи на обработку массива.doc
2. /ЗадачиНаЛиниВетвление.doc
Лабораторная работа №2 по курсу “Биофизика” iconДокументы
1. /laba/Лабораторная работа ь1.doc
2. /laba/Лабораторная...

Лабораторная работа №2 по курсу “Биофизика” iconДокументы
1. /механизация/~$б работа ь4.doc
2. /механизация/~$бораторная...

Разместите кнопку на своём сайте:
Документы


База данных защищена авторским правом ©podelise.ru 2000-2014
При копировании материала обязательно указание активной ссылки открытой для индексации.
обратиться к администрации
Документы

Разработка сайта — Веб студия Адаманов