Погрешности

В результате измерений физической величины с истинным значением получаем её оценку. Погрешность измерения – разность оценки и истинного значения. Погрешности можно классифицировать по нескольким признакам:

1) По слагаемым измерениям будем различать:

· Погрешность меры;

· Погрешность преобразования;

· Погрешность сравнения;

· Погрешность фиксации результата сравнения.

2) В зависимости от причины или источника возникновения погрешности измерения возможны следующие разновидности погрешностей:

· Методическая погрешность (составляющая погрешности измерений, возникшая от несовершенства метода измерений);

· Инструментальная или аппаратная погрешность – составляющая погрешности измерений, обусловленная погрешностями переменяемых средств измерений. Она зависит:

(a) От схемы;

(b) От погрешности показывающего прибора;

(c) От состояния средства измерений в процессе его эксплуатации;

· Внешняя погрешность обусловлена внешним по отношению к прибору влиянием;

· Субъективная или личная погрешность возникает из-за неправильного выбора модели, несовершенства органов чувств оператора, его профессиональная небрежность;

3) В зависимости от условий применения средств измерения:

· Основная погрешность имеет место при нормальных условиях (определенная температура, относительная влажность, атмосферное давление), оговоренные гостом и стандартами и техническими условиями;

· Дополнительная погрешность появляется при отклонении условий эксплуатации от нормальных значений;

4) По закономерности проявлений делятся на:

· Систематические (сохраняют постоянные значения и знак или проявляются с определенной закономерностью при повторных измерениях. Например, погрешность градуированной шкалы);

· Случайная погрешность (когда значение и знак её не могут быть предсказаны). Например, дрейф на выходе вольтметра;

· Грубые погрешности, которые существенно превышают ожидаемую погрешность, возникают в следствии небрежности оператора или под влиянием внешних воздействий;

5) В зависимости от способа выражения:

· Абсолютная погрешность (разность между результатом измерения и истинным значением Ао. D=А-Ао

· Относительная погрешность- отношение абсолютной погрешности к истинному значению: d=D/Ao;

· Приведенная погрешность – отношение абсолютной погрешности к нормирующему значению: J=D/L;

6) Методическая и аппаратная погрешность. Возникает из-за несовершенства метода.

2. Электрокардиография (ЭКГ), отведения, электроды, характери­стика параметров ЭКГ, методика записи ЭКГ.

ЭКГ – метод исследования сердечно-сосудистой системы. Метод регистрирует биопотенциалы в сердце.

Во время сокращения сердечной мышцы происходит возбуждение многих участков миокарда.

Вектор сердца движется в грудной клетке в трехмерном пространстве во фронтальной, горизонтальной и саггитальной плоскостях. По отведениям от конечностей анализируется проекция вектора сердца на фронтальную плоскость, а по грудным отведениям – на горизонтальную.

Наиболее распространены отведения от различных участков поверхности тела. Эти отведения называются поверхностными. При регистрации ЭКГ обычно используют 12 отведений: 6 от конечностей и 6 грудных.

Стандартные двухполюсные отведения фиксируют разность потенциалов между двумя точками электрического поля, удаленными от сердца и расположенными во фронтальной плоскости – на конечностях (предложены в 1913 г. Эйнтговеном). Для записи этих отведений электроды накладываются на правой руке (красная маркировка), левой руке (желтая маркировка) и на левой ноге (зеленая маркировка).Эти электроды попарно подключаются к электрокардиографу для регистрации каждого из трех стандартных отведений. Четвертый электрод устанавливается на правую ногу для подключения заземляющего провода (черная маркировка).

Три стандартных отведения образуют равносторонний треугольник (треугольник Эйнтговена), вершинами которого являются правая рука, левая рука и левая нога с установленными там электродами.

1 отведение: левая рука – правая рука,

2 отведение: правая рука – левая нога,

3 отведение: левая рука – левая нога.

В центре этого равностороннего треугольника расположен электрический центр сердца.

Гипотетическая линия, соединяющая два электрода, участвующие в образовании электрокардиографич. Отведения, называется осью отведения (стороны треугольника).

Усиленные отведения от конечностей (предложены в 1942 г. Гольдбергом) регистрируют разность потенциалов между одной из конечностей, на которой установлен активный положительный электрод данного отведения (правая рука, левая рука или левая нога), и средним потенциалом двух других конечностей. Т.о., в качестве отрицательного электрода в этих отведениях используют т.н. объединенный электрод Гольдберга, который образуется при соединении через дополнительное сопротивление двух конечностей.

Обозначение усиленных отведений: «а» - усиленный, «V» - потенциал, «R» - правый, «L» - левый, «F» - нога.

Оси усиленных однополюсных отведений от конечностей получают, соединяя электрический центр сердца с местом наложения активного электрода данного отведения, т.е. фактически – с одной из вершин треугольника Эйнтговена.

Для более точного определения различных отклонений ЭДС сердца во фронтальной плоскости в 1943 году была предложена шестиосевая система координат Бейли. Она получается при совмещении осей трех стандартных и трех усиленных отведений от конечностей, проведенных через электрический центр сердца.

Грудные однополюсные отведения (предложены в 1934 г. Вильсоном) регистрируют разность потенциалов между активным положительным электродом, установленным в определенных точках на поверхности грудной клетки, и отрицательным объединенным электродом Вильсона.

Последний образуется при соединении через дополнительные сопротивления трех конечностей (правой руки, левой руки и левой ноги), объединенный потенциал которых близок к нулю (около 0.2 mV).

Обычно для записи ЭКГ используют 6 общепринятых позиций грудного электрода на передней и боковой поверхности грудной клетки, которые в сочетании с объединенным электродом Вильсона образуют 6 грудных отведений. Грудные отведения обозначаются буквой «V» (потенциал) с добавлением номера позиции активного положительного электрода.

V1 – активный электрод установлен в четвертом межреберье по правому краю грудины.

V2 - в четвертом межреберье по левому краю грудины.

V3 – между второй и четвертой позицией, примерно на уровне четвертого ребра по левой стороне.

V4 – в пятом межреберье по левой стороне.

V5 – на том же горизонтальном уровне, что и V4 по левой передней подмышечной линии.

V6 –т по левой средней подмышечной линии на том же горизонтальном уровне, что и V4 и V6.

Расшифровку ЭКГ обычно производят в следующей последовательности:

I. Анализ сердечного ритма и проводимости

1) оценка регулярности сердечных сокращений,

2) подсчет числа сердечных сокращений,

3) определение источника возбуждения,

Оценка функции проводимости.

II. Определение поворотов сердца вокруг переднезадней продольной и поперечной осей

1) определение положения электрической оси сердца во фронтальной плоскости,

2) определение поворотов сердца вокруг продольной оси,

3) определение поворотов сердца вокруг поперечной оси

III. Анализ предсердного зубца Р

IV. Анализ желудочкового комплекса QRST

1) анализ комплекса QRS,

2) анализ сегмента RS - Т,

3) анализ зубца Т,

4) анализ интервала Q - Т

V. Электрокардиографическое заключение.

В заключение указывается:

1) источник ритма сердца,

2) регулярность ритма,

3) ЧСС,

4) положение электрической оси сердца,

5) наличие ЭКГ синдромов.

Ритм считается регулярным или правильным в том случае, если разброс величин измеренных интервалов R-R не превышает ±10 %, от cредней продолжительности интервалов R-R. В противном случае cчитается, что ритм нарушен, т.е. наблюдается аритмия.

Подсчет ЧСС производится с помощью различных методик. При правильном ритме ЧСС определяют по формуле: ЧCC=60/R-R, где 60 - число секунд в минуте, R - R - длительность интервала, сек. Гораздо удобнее определять ЧСС с помощью специальных таблиц, в которых каждому значению интервала R - R соответствует заранее вычисленное ЧСС. При неправильном ритме ЭКГ в одном из отведений записывается дольше, чем обычно, например, в течение 3 - 4 с. Затем подсчитывают число комплексов QRS, зарегистри­рованных за 3 с, и полученный результат умножают на 20. При неправильном ритме можно ограничиться также определением минимальной и максимальной ЧСС. Минимальная ЧСС определяется по продолжительности наибольшего интервала R - R, а максимальная ЧСС - по наименьшему интервалу R - R. Расчет ЧСС производится по формуле: ЧCC=60/R-R. У здорового человека в покое ЧСС составляет от 60 до 90 в минуту. Повышение ЧСС (более 90 в мин.) называют тахикардией, а урежение (менее 60 в минуту) — брадикардией. У детей ЧСС выше, например, у новорожденного - 120-140 уд. мин., в возрасте 3-х лет около 105 уд. мин., а в возрасте 12-ти лет 80 уд.мин.

Определение положения электрической оси сердца может производиться графическим методом или с помощью специальных таблиц и диаграмм.

Электрической осью сердца называют среднее направление суммарного вектора возбуждения желудочков. Положение электрической оси дает представление о положении сердца в грудной клетке. Кроме того, изменение положения электрической оси сердца является диагностическим признаком ряда патологических состояний. Положение электрической оси сердца может также меняться с возрастом и при определенных механических воздействиях.

У здоровых людей электрическая ось сердца располагается обычно в пределах от 0° до +90°, хотя в отдельных случаях может выходить за эти пределы. Положение электрической оси в пределах от +30° до +69° называется нормальным.

3. Электрореография (реоэнцефалография, реография конечностей, реокардиография, реопульмография, реогепатография). Методика иссле­дования.

Реография - это запись изменяющейся величины электрического сопротивления живых тканей, органов или участков тела при пропускании через них переменного электрического тока высокой частоты, но слабого по силе.

Разные органы или участки живого тела обладают относительно стабильной величиной электропроводности (электропроводность- величина, обратно пропорциональная сопротивлению), и только учаски тела с меняющимися объемом или составом среды могут иметь переменную величину сопротивления. Колебания электрического сопротивления обусловлены, в первую очередь, колебаниями кровенаполнения сосудов и изменениями скорости движения крови в них. Перемещение объема крови волнообразно расширяет артериальные сосуды и приводит к ускорению кровотока в них.

Помимо исследования сердца (реокардиография), органов (корпоральная или органная, реография), конечностей и др., этим методом исследуют особенности гемодинамики мозга (реоэнцефалография).

Реоэнцефалография определяет тонус и эластичность сосудов головного мозга, измеряя их сопротивление током высокой частоты, слабым по силе и напряжению, а также позволяет определить кровенаполнение отделов головного мозга, диагностировать характер и локализацию его поражений, дает хороший результат при сосудистых заболеваниях. Т.ж при травмах головного мозга, его опухолях, эпилепсии, мигрени и др. Измерение сопротивления осуществляется путем подачи через электроды на определенные области тела электрического тока от генератора высокой частоты (80-120 кГц), а снимаемый сигнал подается на усилитель, а затем регистрируется.

При биполярном способе регистрации реограммы, наложенная пара электродов служит и для ввода высокочастотного тока и организм, и для регистрации низкочастотных составляющих, вызываемых изменением сопротивления ткани. При тетраполярной реографии на объект накладывают две раздельные пары электродов, одна из которых служит для ввода тока, а другая - для регистрации изменений сопротивления.

Оценка данных реоэнцефалограммы (РЭГ) осуществляется на основании измерения ряда информативных величин (А, В, С - амплитудные характеристики; а, Ь, с, d - временные интервалы; S - площадь под кривой реоэнцефалограммы; QRS -зубцы электрокардиограммы).

Аппарат для реографического исследования (реограф) представляет собой прибор, работающий по принципу генератора высокой частоты с мостом Уитстона в качестве измерительного элемента. Основными элементами схемы реографа являются генератор высокой частоты, регулятор усиления, детектор, мост Уитсона (мостовой преобразователь).

Недостатки реографов: ограниченное число реографических каналов и, следовательно, возможность получения информации о состоянии гемодинамики в ограниченном числе сосудистых зон, а также сложность и субъективность настройки приборов.

Разновидности данного метода исследований.

Реография конечностей используется при заболеваниях периферических сосудов, сопровождающихся изменениями их тонуса, эластичности, сужением или полной закупоркой артерий. Запись реограммы производят с симметричных участков обеих конечностей, на которые накладывают электроды одинаковой площади, шириной 1020 мм.

Чтобы выяснить приспособительные возможности сосудистой! системы, применяют пробы с нитроглицерином, физической нагрузкой, холодом.

Реогепатография - исследование кровотока печени. Регистрируя колебания электрического сопротивления ее тканей, позволяет судить о процессах, происходящих в сосудистой системе печени: кровенаполнении, очагах поражения, особенно при остром и хроническом гепатите и циррозе. Проводится натощак, в положении больного лежа на спине, в ряде случаев после фармакологической нагрузки (папаверин, эуфиллия, нош-па).

Реокардиография - исследование сердечной деятельности динамики кровенаполнения крупных сосудов в течение сердечного цикла.

Реопульмонография - заключается в регистрации электрического сопротивления тканей легких, применяется при бронхолегочной патологии. Особое значение имеет в хирургии, так как реопульмонограмма может быть снята с любого участка легкого непосредственно во время операции. Это необходимо в случаях, когда дооперационное обследование не позволяет с достаточной точностью дать заключение о состоянии сегментом легкого, пограничных с пораженными, и надо уточнить предполагаемый объем резекции.

4. Электроэнцефалография (ЭЭГ), отведения, электроды, характери­стика параметров ЭЭГ, методика исследования.

Метод, основанный на регистрации электрической активности головного мозга, получил название электроэнцефалографии (ЭЭГ).

Наличие регулярной ритмики ЭЭГ свидетельствует о синхронизирующей активности нейронов головного мозга. ЭЭГ отражает функционирование нейронов и изменения в их функциональной активности.

В результате приходящих на нейрон возбуждений, на его мембране возникают соответственно возбуждающий постсинаптический потенциал (ВПСП) или тормозной постсинаптический потенциал (ТПСП) - местные локальные процессы. Длительность ВПСП в нейронах коры большого мозга может достигать десятков и сотен миллисекунд.

Вопросы, на которые может дать ответ электроэнцефалография:

1) определение наличия поражения головного мозга;

2) динамика состояния мозга;

3) локальная диагностика поражений мозга.

При анализе электроэнцефалограммы (ЭЭГ) в основном опрределяют частоту, амплитуду и форму волн. Волны ЭЭГ обозначают буквами греческого алфавита: α (альфа), β (бета), δ (дельта), γ (гамма), θ (тета).

В каждый момент времени в ЭЭГ преобладают определенные ритмы.

Альфа-ритм, имеющий частоту колебаний 8-13 Гц и амплитуду 50 мкВ, регистрируется в покое при закрытых глазах, но при открытых глазах он обычно исчезает, заменяясь более быстрым -бета-ритмом, имеющим частоту колебаний 13-30 Гц (до 50 Гц) и амплитуду до 25 мкВ, возникает при эмоциональном возбуждении, умсвенной и физической деятельности. У некоторых людей альфа-ритм отсутствует, и в покое регистрируется бета-ритм, а поэтому бета-ритм подразделяют на бета-ритм I (16-20 Гц), характерный для состояния покоя и регистрируемый в лобной и теменной областях, и бета-ритм II (20-50 Гц), имеющий место при состоянии активности человека -интенсивной деятельности мозга.

Тета-ритм (4-8 Гц, 100-150 мкВ) наблюдается во время сна, при некоторых заболеваниях, стрессе, во время наркоза. При глубоком сне и наркозе появляется дельта-ритм (0,5-3,5 Гц, 250-300 мкВ), который характерен для взрослых людей во сне, а у детей в возрасте до 5 лет регистрируется в бодрствующем состоянии.

Т.к. ЭЭГ регистрирует разность потенциалов между двумя точками поверхности головы обследуемого, то на каждый канал регистрации подаются напряжения, отведенные двумя электродами: одно - на положи­тельный, другое - на отрицательный вход канала усиления.

Электро­ды для ЭЭГ представляют собой металлические - либо угольные пластины или стержни различной формы. Поперечный диаметр электрода около 1 см.

Типы электродов – мостовые, игольчатые и чашечковые.

Мостовой электрод представляет собой металлический стержень, закрепленный в держателе. Нижний конец стержня, контактирующий с кожей головы, покрыт гигроскопическим материалом, который перед установкой смачивают изотоническим раствором хлорида натрия. Электрод крепят с помощью резинового жгута. К противоположному концу стержня подсоединяют отводящий провод с помощью стандартного зажима или разъема. Преимущества: быстрота и простота их подсоединения, отсутствие необходимости использовать специальную электродную пасту. Использование таких электродов предпочтительно при обследовании контактных больных, способных находиться в положении сидя или полулежа.

При обследовании маленьких детей и больных с нарушением сознания и контакта с окружающим, включающем долговременные записи и исследования сна, предпочтительны чашечковые электроды, имеющие форму диска с приподнятыми краями, к которому припаян провод. Чашечка заполняется контактной электродной пастой, содержащей, помимо раствора хлорида натрия, некоторые вещества, размягчающие верхний слой эпидермиса. Электрод крепят на голове с помощью специальной резиновой шапочки, липкой ленты или приклеивают.

В месте установления электрода раздвигают волосы, кожу тщательно протирают спиртом для удаления жировой пленки, сильно увеличивающей сопротивление в области контакта электрода с кожей.

При регистрации ЭЭГ, для контроля наркоза и состояния ЦНС во время хирургических операций, допустимо отведение потенциалов с помощью игольчатых электродов, вкалываемых в покровы головы.

Наи­лучшими материалами для изготовления электродов являются химически чистое серебро и уголь. Серебряные электроды дают неискаженную регистрацию ЭЭГ. Для того чтобы покрытие из серебра не нарушалось, раствор, которым смачивают электроды, не должен содержать более 5 % хлорида натрия.

Регистрация ЭЭГ у человека осуществляется при наложении электродов на кожу головы через специальную токопроводящую пасту или салфетку, смоченную раствором хлорида натрия.

Расположение электродов может быть произвольным - в зависимости от целей и задач исследования, но наибольшее распространение получила международная система "10-20", согласно которой точки расположения электродов определяются следующим образом:

Измеряют расстояние от нижней части лба (переносицы) к затылочному бугру, и принимают его за 100 %, исходя из этой величины рассчитываются остальные точки наложения. Электроды О размещают на затылке, Р - на темени, С - между лбом и теменем, F - на лбу, А - на ушах. Нечетные цифровые индексы соответствуют электродам над левым, а четные - над правым полушарием мозга. Всего 20 электродов. В ЭЭГ человека можно ■аделить 6 стадий: а, А, В, С, D, Е (рис. 1.12). I

Стадия А представляет собой ЭЭГ человека в спокойном состоянии при закрытых глазах или в условиях темноты. Для большинства людей эта стадия характеризуется стойким альфа-ритмом.

Стадия В регистрируется в легком полудремотном состоянии и характеризуется исчезновением на ЭЭГ альфа-ритма и появлением нерегулярных колебаний разной частоты.

Стадия С соответствует начальной фазе сна и характеризуется появлением на ЭЭГ дельта-активности большой амплитуды, среди которой время от времени возникают вспышки веретенного ритма (13,5-14 Гц), а также нерегулярные колебания разной частоты.

Стадия D характерна для более глубокого сна, при этом регистрируются дельта-волны, реакции, чередующиеся с другими медленными колебаниями неправильной формы и неопределенной частоты.

Стадия Е связана с более глубоким сном и отличается от стадии D медленными колебаниями, обычно несколько меньшей амплитуды, но раздражители не вызывают изменений в ЭЭГ и при вбуждении человека.

Электроэнцефалографическая установка состоит из электродов, соединительных проводов, электродной распределительной коробки с пронумерованными гнездами, коммутационного устройства и некоторого количества каналов регистрации. Только наличие 16 и более каналов позволяет регистрировать биоэлектрическую активность всей поверхности мозга одновременно.

В зависимости от способа расположения электродов различают биполярное и монополярное отведения. С целью экономии времени в современных ЭЭГ используют заранее фиксированные схемы отведений (монтажные схемы, рутинные программы и т. п.). Наиболее рациональны следующие: первая монтажная схема -биполярные отведения с большими межэлектродными расстояниями ("10-20"); вторая - биполярные отведения с малыми межэлектродными расстояниями с соединением электродов в пары по линиям от переносицы к затылку; третья - биполярные отведения с малыми межэлектродными расстояниями с соединением электродов в пары по фронтальным линиям; четвертая - монополярные отведения с электродами на щеке и по методу Гольдмана; пятая - биполярные отведения с малыми межэлектродными расстояниями с соединением электродов в пары по линиям от переносицы к затылку и регистрации движений глаз, ЭКГ или кожно-гальванической реакции при проведении нагрузок.

В клинической ЭЭГ применяются физические нагрузки, некоторые из которых являются обязательными: нагрузка для оценки ориентировочной реакции, нагрузка для оценки устойчивости к внешним ритмам (ритмическая фотостимуляция – вспышки света).

Артефакт в электроэнцефолографии - это сигнал, искажающий запись биотоков мозга. К артефактам физического происхождения относятсянаводка 50 Гц от сетевого тока; шумы ламп или транзисторов; неустойчивость нулевой линии; помехи, возникающие из-за движений на голове испытуемого и др. К артефактам биологического происхождения относятся: мигание, дрожание век, зажмуривание, регистрация дыхания и др.

Лаборатория для ЭЭГ - исследований должна состоять из звукоизолированной, экранированной от электромагнитных волн, светоизолированной комнаты для пациента (камеры) и аппаратной, где размещаются электроэнцефалограф, стимулирующая и анализирующая аппаратура.

Исследования проводятся в утреннее время не ранее чем через 2 часа после приема пищи, курения. В день исследования не рекомендуется принимать медикаменты, за три дня надо отменить препараты, изменяющие функциональное состояние ЦНС. В помещении, где находится обследуемый, необходимо поддерживать температуру 20-22 °С. При исследовании обследуемый может лежать или сидеть.