Для тех, кто не в курсе: загадки на медицинскую тематику уже давно стали визитной карточкой телеграмканала «История медицины».
Иногда это клинические задачи, иногда - задачи на логику, иногда - старинные фотографии, на которых запечатлены странные приборы.
Вот, как сегодня:
С задачкой этой мы справились, можно сказать - играючи.
И это - несмотря на то, что и приборчик этот, да и сама методика, о которой пойдёт речь, уже давно не применяются.
Насчёт играючи.
Это я и в прямом, и переносном смысле.
И легко и весело. Но не сразу.
Каких только версий не было:
- вправление вывиха
- прообраз аппарата Илизарова.
- устройство для выпрямления (удлинения, ломания) ног
- приспособление для коррекции походки моделей
- лечение вегетососудистой дистонии,
- миостимуляция...
Потом пошло обсуждение датчика и зачем он там:
- предок ЭКГ
- измерение толчка крови в сосудах (крутое предположение между прочим)
- определение чувствительности
- прибор для нормализации давления
- древний пульсоксиметр...
В итоге, правда уже ближе к полуночи, был дан точный, конкретный ответ.
Причём, человек с самого начала был на верном пути. Одно предположение, другое...
Ладно, давайте разбираться.
О состоянии нашего организма можно судить по ряду биологических показателей: физических, биохимических, психологических.
Всё, что можно измерить - нужно и можно измерить.
По возможности, конечно.
Зная норму и определив отклонение от неё, можно судить о том или ином состоянии организма.
Чем больше всяких «точек приложения», тем лучше.
Больше параметров - больше данных - точнее вывод.
Температура тела, частота дыхания и сердечных сокращений, давление крови... - всё это физические параметры, значительную часть которых можно измерить не нарушая целостности кожи. Неинвазивно.
Возьмём наше сердце.
Основными его функциями являются:
- насосная (перегонка крови).
- автоматизм (способность сердца ритмично сокращаться под воздействием импульсов, которые возникают в самом сердце - в так называемых водителях ритма)
- проводимость (чтобы электрический импульс от водителя ритма дошёл до любой, самой отдалённой клеточки, остальные клетки должны не только этому не препятствовать, но и принимать участие в его проведении)
- возбудимость (для того, чтобы сократиться от электрического сигнала, клетка сердечной мышцы должна ещё и принять его, т.е. обладать способностью к возбуждению)
Ну и сократимость.
Сокращаясь и расслабляясь, сердце и перегоняет нашу кровь.
Все электрические импульсы возникающие в процессе работы сердца, можно зарегистрировать и отобразить в виде узнаваемого всеми графика на дисплее или бумаге.
С целью дальнейшего исследования деятельности сердца.
Я говорю про знакомую всем ЭКГ.
А вот для исследования сократительной функции сердца были предложены другие методы.
В частности - баллистокардиография (от лат. ballista - метательный снаряд, cardia - сердце и grapho — пишу).
Как-то я уже касался вопросов физики и математики, применительно к нашему организму.
Вот ещё пример- баллистика.
Синтез физики и математики.
Конечно, это не совсем та наука «изучающая движение тел, брошенных в пространстве».
Мы же не пулями и снарядами занимаемся?
Но как ни крути, кровь, тоже выбрасывается порциями (почти снаряд), а сердце после каждого выброса (читай - выстрела) крови в аорту и лёгочную артерию определённым образом смещается (чем не «отдача», как у орудия после выстрела?).
Кстати, о физике. Все эти толчки и отдачи, вполне объяснимы с точки зрения третьего закона Ньютона.
Ну ладно. Всё это в совокупности: и сокращение сердца, и его смещение после сокращения, и толчкообразное движение крови по сосудам, вызывает незаметные глазу сотрясения нашего тела.
Незаметные глазу, но не приборам.
Эти движения происходят во всех трёх плоскостях (вперёд-назад, вправо-влево, вверх-вниз)
Мало того, сокращение сердца и движение крови по сосудам создают так называемый «торсионный момент» - в совокупности этих импульсов, возникает сила, постоянно стремящая повернуть наше тело вокруг его продольной оси.
Метод баллистокардиографии позволяет засечь и графически отобразить эти самые сотрясения и движения.
Для этого в своё время, были придуманы и разработаны специальные датчики (электромагнитные, фотоэлектрические, пьезоэлектрические, тензометрические...) и всевозможные усилители сигналов, преобразующие механические импульсы нашего тела в электрические.
Данные передавались на многоканальный электрокардиограф, который наряду с привычными электрокардиограммой, фонокардиограммой и тд, выдавал и кривые баллистокардиограмм.
Как метод исследования, баллистокардиография получила распространение с 1939 года, после работ американского врача кардиолога, эпидемиолога Исаака Старра (1895 - 1989).
(Премия Ласкера 1957 года «За фундаментальный вклад в знание сердца и кровообращения, а также за создание для его развития первого практического баллистокардиографа»)
Сила и координация сердечных сокращений, объем и скорость систолического выброса крови, особенности заполнения сердечных полостей во время диастолы... - всё это области приложения баллистокардиографии.
Конечно, сам по себе, этот метод не позволяет поставить точный диагноз, но в совокупности с другими клиникофизиологическими исследованиями, баллистокардиография может дать ценную дополнительную информацию о состоянии гемодинамики в целом и особенно той её части, которая касается непосредственно работы сердца (скоординированность, синхронизм, скорость сокращения...)
В 50 - 60х годах прошлого столетия, баллистокардиография была очень продвинутым, как сейчас говорят, методом исследования, позволяющим на ранних стадиях выявлять всевозможные аномалии сердца.
Даже тот факт, что камеры сердца сокращаются не одновременно, тоже стал известен благодаря ей.
Были определённые проблемы и трудности (ниже), но на тот момент медицина получила действительно хороший метод обследования.
Всевозможные баллистокардиографы (а они постоянно усовершенствовались) можно разделить на типы: прямые, непрямые и комбинированные.
Прямые подразумевают наложение датчиков непосредственно на тело обследуемого.
Непрямой баллистокардиограф представлял собой специальный стол с подвижной (на пружинах) крышкой - платформой, которая улавливала механические толчки и колебания.
Затем, преобразованные в электрические, они передавались на электрокардиограф.
Недостатком метода был тот момент, что любое дополнительное движение, в том числе дыхательное, создавало определённые помехи.
Стол должен был быть надёжно закреплён. Пол - монолит. Ходить по комнате во время исследования было запрещено.
Датчики реагировали на всё. И это было проблемой.
В этом плане, фантазия исследователей не имела границ.
Рама Виттерна (1953) подвешивалась на тросах к потолку, платформа Толбота (1954) плавала на поверхности ртути! И тд.
Обсуждаемый нами электромагнитный баллистокардиограф Дока (1949 W. Dock, F. Taubman), относится к приборам прямого типа, т.е. позволяющий снимать показания непосредственно с тела пациента. Электромагнитный датчик Дока прикреплялся на передней поверхности голеней обследуемого, который ложился на жёсткую кушетку.
Под ноги, в области ахилловых сухожилий подкладывались деревянные бруски или мешочки с песком.
Датчик подключался всё к тому же аппарату ЭКГ. Кроме этого, для регистрации боковых смещений, Док использовал фотоэлектрический датчик, расположенный над кушеткой.
Со временем, для регистрации смещения, скорости и ускорения перемещений тела, возникающих в результате сердечной деятельности, были сконструированы универсальные датчики.
Три в одном.
Прошло время, на смену баллистокардиографии пришли более информативные методы.
Те же УЗИ, эхокардиография, варианты сфигмографии и тд.
Напомню, что мы говорим о неинвазивных методах мониторинга сердечного выброса. Более точную информацию всё же дают инвазивные.
Но это, как вы понимаете, уже другая история.
Вариантом баллистокардиографии можно рассматривать и динамокардиографию.
В основе этого метода лежит тот факт, что в процессе своей работы наш «мотор» постоянно смещается изменяя при этом и положение центра тяжести грудной клетки.
Это так, для информации.
На этом можно было бы оставить точку.
Ещё один забытый метод обследования. Мало ли таких...
Можно было бы, если бы не одно маленькое НО.
Сегодня о баллистокардиографии вновь вспомнили.
Прежде всего - разработчики умных устройств и приспособлений для систем динамического наблюдения в такой области, как телемедицина.
Неинвазивная и даже бесконтактная технология наблюдения за состоянием сердечно-сосудистой и дыхательной (есть и такие разработки) систем, которая основывается исключительно на анализе вибрации тела пациента - открывает широкие возможности для использования баллистокардиографии в современных домашних системах электронного здравоохранения.
Толчок этому дали последние разработки в области пьезоэлектричества, а точнее - пьезоэлектрические датчики высокой чувствительности Emfit. На смену громоздким столам и рамам пришли электромеханические пленочные (Emfit) сенсоры, которые легко встраиваются в матрацы, одеяла, стулья и тд.
Кроме этого, если вы помните, огромной проблемой было наложение всевозможных сторонних колебаний на полученные сигналы. Трудно было отделить колебания вызванные работой сердца от того же дыхания.
Сегодня и этот вопрос практически снят.
Все полученные и преобразованные сигналы пропускают ещё и через специальные фильтры.
И опять на помощь приходит математика.
Для отсортировки и выделения из полученной "мешанины" конкретно - кардиосоставляющей части, используется электронный полосный фильтр Баттерворта.
(Принципиальная схема устройства предложена британским инженером Стефаном Баттервортом и впервые описана им в английском журнале Wireless Engineer ещё в 1930 году. Всё хорошее...)
Теперь на выходе получаются чёткие и качественные графики с выделенными от всего прочего, циклами сердечной активности.
Огромному количеству больных, находящихся на домашнем лечении, требуется постоянный мониторинг сердечной деятельности. Давление, пульс, ЭКГ.
В этом плане достаётся и родным, и медикам, и социальным работникам, обслуживающих лежачего пациента. Да и самим больным нелегко.
Вот тут баллистокардиография и нашла "своё место под солнцем".
Во-первых это удобно.
Умный матрац, подключенный к обычному компьютеру и даже к смартфону, в постоянном режиме будет следить за работой сердечнососудистой системы. А данные будут уходить в облако. А там база данных. Есть с чем сравнить, а значит сделать анализ и вовремя среагировать.
Во-вторых, это намного дешевле прикроватного медицинского монитора.
В-третьих - облегчается жизнь самого больного (все эти манжетки, провода...)
В-четвёртых - значительно снижается нагрузка на окружающих и медработников.
Кстати, аналогичные разработки используются и в других областях, где нужен постоянный, ненавязчивый и незримый контроль за здоровьем человека. Космонавты, лётчики, подводники, полярники, операторы атомных электростанций и тд. и тп. А потом, за работой сердца во сне можно наблюдать и здоровым. И спортсменам. Баллистокардиография и гаджет? Почему нет?
Вот такая история.
Если вам понравился материал, можете поставить «лайк».
Или порекомендуйте почитать знакомым.
Это поможет в развитии канала.
А ещё, можно подписаться на наш канал «ИСТОРИЯ МЕДИЦИНЫ» в Телеграмм: https://t.me/medhistory.
Ну и в чат милости просим
Там много интересного ;-)