ОСОБЕННОСТИ РЕГИСТРАЦИИ ПЕРКУССИОННЫХ КОЛЕБАНИЙ ПОВЕРХНОСТИ ГРУДНОЙ КЛЕТКИ С ПОМОЩЬЮ АКСЕЛЕРОМЕТРА
1,2, 1,2, 1,2,3
1Московский государственный технический университет им. , Москва
2Институт общей физики им. РАН, Москва
3ГНЦ РФ - Институт медико-биологических проблем РАН, Москва
E-mail: *****@***ru
Введение: существует несколько видов контактных датчиков для регистрации звуковых колебаний поверхности грудной клетки, наиболее перспективными являются легкий акселерометр и микрофон в массивной стетоскопической насадке [1]. В отличие от массивного стетоскопа акселерометр не развязан от колебаний поверхности тела, что может вносить искажения в интересующем диапазоне частот.
Цель работы – изучить влияние ориентации линии «источник колебаний-приемник» относительно ребер, а также влияние вязкоупругих свойств поверхностных мягких тканей на характеристики перкуссионных колебаний поверхности грудной клетки, зарегистрированных с помощью акселерометра.
Материалы и методы: проведен эксперимент с участием 12 здоровых добровольцев мужского пола, имеющих следующие параметры: возраст 19-22 г., рост 179,8±6,9 см, вес 72,6±8,9 кг, индекс массы тела 22,4±2,1 кг/м2. Окружность грудной клетки после максимального вдоха, спокойного и максимального выдоха равна 96,3±5,6 см; 91,2±6,7 см; 88,4±6,9 см соответственно [2].
В эксперименте использовано следующее оборудование:
-аппаратно-программный комплекс (АПК), включающий в себя ударник-вибратор со встроенным акселерометром 1 и отдельно расположенный акселерометр 2 массой 5,5 г и диаметром 2,5 см [3];
-вибрационный вискоэластометр ВВЭМ-5 [4].
Эксперимент состоял в следующем: выбиралась точка, далее называемая «центральная», которая располагалась в межреберном пространстве на правой части грудной клетки спереди, к этой точке приклеивался индентор ударника-вибратора. Расстояние от подмышечной впадины до центральной точки составляло от 8 до 13 см по вертикали и от 0 до 3 см по горизонтали. Две точки находились вдоль межреберного пространства выше и ниже центральной, точки «верхняя вдоль» на расстоянии 5,1±0,5 см (среднее±SD) от центральной и «нижняя вдоль» на расстоянии 5,0±0,8 см от центральной соответственно, и две точки находились поперек межреберного пространства выше и ниже центральной, точки «верхняя поперек» на расстоянии 4,5±1,0 см от центральной и «нижняя поперек» на расстоянии 4,6±1,0 см от центральной соответственно. В каждой из этих четырех точек регистрировались с помощью акселерометра 2 перкуссионные колебания, вызванные ударником АПК. В этих же точках были измерены с помощью вибрационного вискоэластометра модули сдвиговой вязкости V и упругости E [2].
Результаты: Амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) передачи вибраций от источника до приемника вычислялась как разность между амплитудой спектра сигнала на данной частоте, зарегистрированного в точках «верхняя вдоль», «верхняя поперек» «нижняя вдоль», «нижняя поперек», и амплитудой спектра сигнала постукиваний ударника-вибратора, которые совершались в центральной точке, на этой же частоте.
Закономерных различий по амплитуде или форме усредненных по тестам АЧХ передачи вибраций по поверхности грудной клетки между направлениями «вдоль» и «поперек» ребер не обнаружено.
Найдены диапазоны частот АЧХ (отдельные тесты) с величинами коэффициентов когерентности спектров сигналов акселерометров 1 и 2 выше 0,6 и 0,8. Для коэффициента когерентности выше 0,6 суммарные диапазоны следующие: для точки «верхняя вдоль» 398,4±160,3 Гц (среднее±SD), для точки «верхняя поперек» 344,5±295,6 Гц, для точки «нижняя вдоль» 544,2±278,1 Гц, для точки «нижняя поперек» 389,4±238,9 Гц. При этом нижняя граница диапазона когерентности для точки «верхняя вдоль» лежит в интервале частот от 10,8 Гц до 43,1 Гц, для точки «верхняя поперек» - в интервале от 10,8 Гц до 48,5 Гц, для точки «нижняя вдоль» - в интервале от 10,8 Гц до 43,1 Гц, для точки «нижняя поперек» - в интервале от 10,8 Гц до 37,7 Гц. Верхняя граница диапазона когерентности для точки «верхняя вдоль» лежит в интервале частот от 269,2 Гц до 1001,3 Гц, для точки «верхняя поперек» - в интервале от 37,7 Гц до 1001,3 Гц, для точки «нижняя вдоль» - в интервале от 210,0 Гц до 1001,3 Гц, для точки «нижняя поперек» - в интервале от 215,3 Гц до 1001,3 Гц.
Для коэффициента когерентности выше 0,8 суммарные диапазоны следующие: для точки «верхняя вдоль» 258,9±165,8 Гц (среднее±SD), для точки «верхняя поперек» 193,4±161,7 Гц, для точки «нижняя вдоль» 352,2±243,1 Гц, для точки «нижняя поперек» 231,5±151,7 Гц. При этом нижняя граница диапазона когерентности для точки «верхняя вдоль» лежит в интервале частот от 10,8 Гц до 43,1 Гц, для точки «верхняя поперек» - в интервале от 10,8 Гц до 86,1 Гц, для точки «нижняя вдоль» - в интервале от 10,8 Гц до 48,5 Гц, для точки «нижняя поперек» - в интервале от 16,2 Гц до 43,1 Гц. Верхняя граница диапазона когерентности для точки «верхняя вдоль» лежит в интервале частот от 172,3 Гц до 1001,3 Гц, для точки «верхняя поперек» - в интервале от 113,1 Гц до 786,0 Гц, для точки «нижняя вдоль» - в интервале от 188,4 Гц до 969,0 Гц, для точки «нижняя поперек» - в интервале от 107,7 Гц до 613,7 Гц.
АЧХ передаточной функции мягких тканей найдена с использованием одномерной модели колебания датчика (груза) на поверхности мягкой биологической ткани (вязкоупругом подвесе) [5, 6]. Комплексная амплитуда колебаний датчика X0 и амплитуда колебаний поверхности без датчика Y0 связаны соотношением
*****@***ru
