Program LabTutor Firmy ADI

Transkript

Fond Rozvoje Vysokých Škol
Projekt: 369/2008
Řešitelský kolektiv: Doc. MUDr. Jan Mareš, CSc., prof. MUDr. Richard Rokyta, DrSc., MUDr. Klára
Bernášková, CSc., MUDr. Iveta Matějovská, CSc.
Učebna s možností záznamu a analýzy funkcí lidského těla pro praktickou výuku
normální a patologické fyziologie
Program LabTutor Firmy ADI
Praktická cvičení z humánní fyziologie a patofyziologie postupy
(Překlad stránek programu do češtiny tak, jak se objevují na monitoru; vychází z práce Mareš Stančák České Budějovice)
Upravil doc. J. Mareš - upraveno dle překladu starší verze prof.A.Stančák, doc. J. Mareš
Úvod k „učiteli praktických cvičení“
1) Úvod
LabTutor je softwarový balík vytvořený výhradně pro laboratorní výuku a je užíván společně
s přístrojem ADInstruments PowerLab.
Program kontroluje vzorkování, digitalizaci a záznam experimentálních dat a umožňuje jejich
přehrávání, analýzu a manipulaci s nimi. Technologie je odvozena do vybavení jako je Ludwigův
bubínkový kymograf (Marriottův bubínek) zaznamenávající data na otáčející se válec. Ten byl později
nahrazen zapisovačem píšícím na papír a nyní podobně slouží bezpapírové elektronické záznamové
zařízení. Jedním z nich je i systém PowerLab – LabTutor, který máte před sebou.
To, jak data po zobrazení vypadají, se nijak nezměnilo od dob začazeného válce prvních kymografů.
Panel ukazující nahraná data pomocí LabTutor je v podstatě výsek z elektronického záznamu uloženého
v paměti.
Bubínkový kymograf dle
Ludwiga
Polygraf firmy Grass
Jednotka PowerLab a panel programu LabTutor
ukazující část záznamu
Cíle výuky.
Na konci dnešních laboratorních cvičení budete
- seznámeni s hlavními hardwarovými a softwarovými součástmi systému LabTutor
- schopni zaznamenat základní charakteristiky pulsu na špičkách prstů
- schopni využít některých možností a analytických vlastností programu LabTutor
2) Získávání dat
Nejdříve snímač (transducer) přivede hodnoty sledovaného signálu (např. tělesná teplota, krevní tlak) na
analogové změny napětí v čase. Tento signál je průběžně monitorováno záznamovým hardware, které jej
může modifikovat zesílením a filtrací, procesem nazývaným „úprava signálu“ (condicioning). Výsledný
signál je před přenosem do připojeného počítače, kde jsou data ukládána a přehrávána, v pravidelných
intervalech měřen (vzorkování) a měněn z analogového na digitální.
Hardware – jednotka PowerLab.
Je to základní záznamové zařízení, které měří elektrické signály přicházející vstupy v čelním panelu.Může
také vytvářet napěťové pulzy pro elektrickou stimulaci nervů a svalů. Model 4/25T je čtyřkanálový a má
BioAmp – zesilovače pro optimální záznam biologických signálů. Je zde i izolovaný stimulátor, bezpečný
pro užití v humánní medicíně.
Ve Vašich experimentech prostě připojíte konektory k čelnímu panelu PowerLab a měříte signály pomocí
LabTutor.
3) Jednotky úpravy signálu
- programově řízené předzesilovače určené pro PowerLab systémy. Dvěma typy, s nimiž se
pravděpodobně setkáte jsou „Pods“ a „Front-ends“. Jakmile jsou připojeny, PowerLab je
automaticky identifikuje a jejich nastavení je automaticky zaznamenáno při ukládání měřených
dat.
Typy s nimiž se můžete setkat při
cvičeních
Zleva doprava
„Pod“ užívaný pro elektrookulografii,
zesilovač proměření galvanického odporu
kůže
„bridge amplifier můstkový zesilovač pro
připojení snímačů síly a tlaku
Snímače signálu
Obecně může být k jednotce PowerLab připojen jakýkoliv měnič generující napětí ± 10V a to buď přímo,
nebo pomocí shora zmíněných jednotek.
Tlačítko pro označení událostí
Některá čidla mohou být využita k označení
událostí jako např. toto tlačítko
Čidla tlaku a síly
Některá čidla měří sílu jako tento ruční
dynamometr.
Chemické vlastnosti
Snímány mohou být i chemické
charakteristiky jako vodivost, rozpuštěný
kyslík a pH.
Stimulace nervů a svalů
PowerLab je též schopen tvořit napěťové
pulsy indukující odpověď v nervech a
svalech. Tato stimulační elektroda je
připojována k izolovanému stimulátoru
jednotky PowerLab
4) Připojení jednotky PowerLab.
Ke čtyřem vstupům může být připojen různý počet čidel
1. Světlo indikující připojení jednotky k síti: svítí, pokud je PowerLab zapnut.
2. konektory analogových výstupů: poskytující výstupní napětí o rozmezí 10V
nejsou bezpečné pro přímé připojení na člověka
3. Analogové vstupy (2x): vstupy 1 a 2 na jednotce; pro připojení čidel pomocí BNC
konektorů.
4. Kontrolka stavu izolovaného stimulátoru: indikuje, zda stimulátor pracuje správně (zelené světlo) nebo
je stimulace nevyhovující (žluté).
5. Vstup do duálního Bio-Amp (zesilovače): Připojuje pětivodičový kabel k jednotce; jedná se o vstup 3 a
4
Bezpečné pro přímé připojení k člověku.
6. Spouštěcí vstup, který může být využit pro spouštění a sestavování záznamu.
7. Připojení pro „Pod“ (2x): 8- pinové konektory pro připojení „pod“ a některých čidel ke vstupům 1 a 2.
Tato připojení také zajišťují stejnosměrné napájení „pods“ a „čidel“.
8. Přepínač izolovaného stimulátoru: vypíná jej a zapíná.
9. Výstupy izolovaného stimulátoru: pro připojení stimulačních elektrod k izolovanému stimulátoru.
Nepřipojovat přístroj k analogovému vstupu a „pod“ připojení téhož kanálu.
Zadní panel PowerLab 4/25T
10. konektor audiovýstupu: standartní 1/8“ (3mm) phonojack pro zvukový výstup z BioAmp
11. Zemnící místo užíváno k uzemnění jednotky, pokud je nezbytný uzemněný přívod energie
12. Vypínač
13. I²C konektor: připojuje PowerLab ke speciálnímu jednotkám úpravy signálu (fy ADI)
14. USB konektor pro připojení PC k PowerLab
15. Sériový konektor: připojuje jednotku k různým přístrojům
16. Konektor pro síťovou šnůru
5) Organizace experimentů v programu LabTutor
Každý experiment je organizován v podstatě stejně.
Z rejstříku experimentů je kliknutím otevřen vybraný pokus, který tak může být nahrán do počítače.
Každý pokus začíná úvodní stránkou. Na ní je krátký úvod o propojení na potřebné materiály. Ty můžete
dostat od instruktora již před cvičením. Tato stránka též obsahuje cíle cvičení, následující cvičení je pak
pomohou naplnit.
Každé cvičení obsahuje označená spojení na vyskakující okna obsahující dodatečné informace, užitečné
tipy a potřebné odkazy na možnosti LabTutor.
Každé cvičení obsahuje panel LabTutor v němž jsou data zaznamenávána
Po každé stránce cvičení je stránka s analýzou. Zde jsou nahrávána dostupná data a je možno provádět
měření, vyplňovat tabulky a podle požadavků tvořit grafy.
Na konci experimentu je souhrnná zpráva (protokol). Kterékoliv záznamy, pro ni potřebné, jsou zde
reprodukovány spolu s tabulkami a grafy, které jste vytvořili. Tato sekce také obsahuje otázky, které
můžete zodpovědět vepsáním do příslušných prostor. Instruktor Vám řekne, jak předložíte svůj protokol.
6)Postup
V této části cvičení přiložíte prstové čidlo pulsu na bříško prstu dobrovolníka a připojíte k jednotce
PowerLab.
1. Ujistěte se, že jednotka je připojena a zapnuta
2. Umístěte tlakový polštářek zmíněného čidla proti bříšku distálního článku (špičce) prostředníku
nebo palce na ruce. Použijte suchý zip, tak aby převodník nebyl upevněn příliš volně nebo příliš
těsně, pro spolehlivé připojení.
Pokud bude připojení příliš volné, bude signál slabý, přerušovaný a nebo se šumem. Pokud bude
spojení příliš těsné, omezí to proudění krve v prstu, tím se oslabí signál a navíc to způsobí potíže.
Bude možná zapotřebí znovu nastavit připojení převodníku v pozdějších fázích pokusu.
3. Připojte BNC konektor na kabelu převodníku ke zdířce vstupu převodníku 1. Otočte spojovacím
kroužkem ve směru hodinových ručiček, dokud nezapadne.
7)Záznam dat
1. Klikněte na tlačítko start v pravém horním rohu panelu LabTutor.
Tím zahájíte záznam tepu z prstu.
2. Klikněte na tlačítko autoscale v horní části panelu LabTutor. Data budou zvětšena nebo zmenšena
tak, aby pokrývala většinu prostoru vyhrazeného v panelu pro daný kanál. Tlačítko můžete během
záznamu používat opakovaně.
3. Po cca 20 vteřinách klikněte na tlačítko stop. Data, která jste zaznamenávali, jsou automaticky
uložena v okamžiku, kdy kliknete na tlačítko stop.
4. Váš záznam by se měl podobat tomuto.
Tipy pro záznam.
- Ruka a prsty musí být v klidu, třeba položeny v klíně. Jakýkoli pohyb bude zaznamenán jako
signál, který bude nejspíš větší než puls.
- Máte-li problém zaznamenat dostatečně silný puls, zkuste přenést převodník na ukazovák nebo
palec. Pro dobrý záznam je vhodné ponechat převodník na prstu po několik minut, než se prst
zahřeje.
- Napětí pásku suchého zipu je kriticky důležité pro získání dobrých výsledků. Je-li nízké, je signál
velmi malý. Je-li pásek příliš napnut, je signál také nízký. Nejlepší je mírné přitažení.
-
8) Scrolling (prohlížení – posouvání záznamu)
Scroll bar (posouvací lišta) umožňuje pohyb vpřed a vzad
vaším záznamem. Můžete si záznam představit jako dlouhý
pruh papíru, který se přetáčí za panelem LabTutor.
Scroll bar je primárně analytický nástroj, který umožňuje
zkontrolovat a lokalizovat data, která nás zajímají kdekoliv
uvnitř souboru.
Během záznamu inicializací módu Scroll Review můžete
procházet daty, aniž jej zastavíte. Tento mód je spuštěn
jednak tahem za stavítko scroll bar směrem vlevo nebo
kliknutím kamkoli v přicházejícím záznamu. Návrat k normálnímu posunu je možný kliknutím na
tlačítko move to end of data (posun ke konci záznamu).
Během záznamu se budete zajímat spíše o přicházející signál než o prohlížení starších dat.
9)Tlačítka horizontální komprese
Tlačítka horizontální komprese (Horizontal Compression
buttons) jsou umístěna v levém dolním rohu panelu LabTutor.
Pomocí nich můžete roztahovat a stlačovat časovou osu
zaznamenaných dat. Klikněte několikrát na tyto knoflíky a
pozorujte, jak se mění zobrazení vašich dat. Velikost roztažení či
komprese časové osy jsou zobrazeny na tlačítku Ratio (poměr),
které je mezi tlačítky komprese.
Kliknutím na tlačítko Ratio se objeví vyskakovací menu, odkud
je možno volit kompresi přímo.
Tlačítka pro volbu vertikálního měřítka.
Ta se nacházejí vlevo před osou y pro každý kanál. Umožňují komprimovat nebo expandovat měřítko osy
y pro každý kanál nezávisle.
Budete-li pohybovat ukazovátkem po škále pro osu y, objeví se vedle něj malé šipky. Škálu můžete buď
roztáhnout nebo ji posunout tahem za číslice škály nebo škálu mezi nimi. Malé šipky vedle ukazovátka
indikují what will happen (co se stane).
-
What will happen.
Dolní část škály bude pevná – tahem vzhůru ji můžete roztáhnout, dolů stlačit.
Horní část škály bude pevná – tahem dolů ji můžete roztáhnout, vzhůru stlačit.
Můžete pohybovat celou škálou tahem nahoru a dolů.
Tlačítka Autoscale a DefaultScale
Autoscale nastavuje výšku záznamu tak, aby byla zobrazena minimální i maximální data. Autoscale
nastavuje zvětšení podle dat právě obsazených na monitoru.
DefaultScale (Přednastavená škála) nastavuje měřítko osy y na původní hodnotu a totéž udělá s měřítkem
osy x. To může být výhodné, pokud se vám data při manipulaci s měřítky ztratí z obrazovky.
10) Komentování záznamu
Comment panel je nabízen pod panelem LabTutor. Do něj je možno vkládat text jak během záznamu, tak i
po jeho ukončení.
Postup
1. Klikněte ba tlačítko start na panelu LabTutor a zahajte tím
nahrávání.
2. Klikněte do boxu Comment Panel a vepište tam nějaký text.
3. Klikněte na knoflík Add (přidej). Text zmizí a v záznamu se
objeví tečkovaná vertikální čára.
4. Opakujte kroky 2 a 3 a přidejte druhý komentář.
5. Klikněte na tlačítko stop.
Po ukončení záznamu uvidíte počet komentářů (Comment Botes) v panelu LabTutor.
Nyní zkuste toto:
- Klikněte na Comment box: text, který jste napsali, se objeví ve vyskakovacím panelu.
Editujte
komentář připsáním nového textu do panelu komentářů a klikněte na tlačítko Edit.
- Přidání komentáře po ukončení záznamu. Klikněte v panelu LabTutor na místo, kam chcete vložit
komentář a pak pokračujte shora uvedeným krokem 2 a 3.
11)Provedení měření
V záznamu můžete provádět různá měření a hodnoty vkládat do tabulek.
1. Umístěte kurzor nad data ve zvoleném místě a klikněte, aby se
hodnoty umístily do panelu hodnot (Value panel).
Value panel
Tento panel zobrazuje hodnoty v místě, kde bylo kliknuto na
záznam v LabTutor.
Čísla v tomto panelu jsou označena stejnou barvou jako kanál, ke
kterému patří.
Můžete přetažením z tohoto panelu vložit hodnoty do tabulek.
2. Přenos
hodnot do tabulky proveďte jejich přetažením kurzorem do příslušné
buňky tabulky.
3. Hodnoty, do kterékoliv buňky tabulky můžete také přímo vepsat.
4. Zkompletujte tabulku pomocí dat, které jste zaznamenali. Proveďte to kliknutím na vrchol pulsové vlny
a přenosem hodnot času a amplitudy do prvé řádky tabulky. Opakujte to pro další tři vrcholy tepové vlny.
11)Marker
Je-li používán Marker, odpovídají hodnoty ve Value panel jeho pozici. Pokud není Marker užíván, je
uložen v doku v levém dolním rohu panelu LabTutor. Odsud
muže být vytažen a spuštěn do kterékoliv části dat. Pro návrat
Markeru do doku stačí na dok poklepat kurzorem.
1. Vytáhněte Marker z jeho uložení a spusťte jej na
kteroukoliv část stopy záznamu. Marker nemusí
být umístěn přesně na stopu. V okamžiku, kdy je
uvolněn se jí sám zachytí.Hodnoty ve Value panel
jsou
nyní uvedeny symbolem delta, který znamená, že
jsou relativní vůči umístění Markeru.
2. Vyplňte tabulku za pomoci Markeru. Umístěte
Marker na vrchol tepové vlny. Klikněte na
následující úžlabí vlny a odečtěte hodnoty času
latence a amplitudy z Value panel. Přeneste ji do tabulky a proveďte totéž pro následující
tři tepové vlny (viz příklad – example).
3. Odstraňte Marker z vln kliknutím na dok.
13) Výpočty
LabTutor může být nastaven pro výpočet proměnných založený na vstupu nezpracovaného signálu
z jiných kanálů. To může být zobrazeno v reálném čase na kanále, který není využit pro přímý záznam.
Postup
1. Klikněte na tlačítko Start panelu LabTutor a spusťte tak záznam.
2. Klikněte do textového boxu Comment panel a vepište jméno dobrovolníka.
3. pozorujte následující stopy jak se objeví na obrazovce:
- Kanál 1 – tep na prstu
- Kanál 2 – zobrazuje intervaly mezi vrcholy tlakových vln.
- Kanál 3 – zobrazuje vypočítanou tepovou frekvenci v tepech/min.
4. Klikněte stop
Je-li zobrazen více než jeden kanál:
– Můžete změnit výšky zobrazení kanálu tahem za jejich oddělovače nahoru a dolů
– Původní výšky můžete nastavit kliknutím na kterýkoliv oddělovač kanálů
14)Vymazání dat
LabTutor data ukládá automaticky. Občas je zapotřebí odstranit část
záznamu nebo zašuměná, data
Tato akce nemůže být navrácena (undo)
Postup
1. Projděte data, která jste právě zaznamenali a najděte místo,
kde je přespříliš artefaktů (šum apod.). Pokud je zapotřebí,
užívejte Auto Scale nebo Default Scale tlačítka.
2. Klikněte a táhněte nad částí záznamu, kterou chcete
odstranit.
Zjistíte, že LabTutor automaticky vybírá odpovídající data ze všech kanálů zobrazených na monitoru.
Nelze vymazat data jen z jednoho kanálu; to zajišťuje, že pro všechny kanály bude časová osa stejná.
3. Klikněte na tlačítko Clear Selection (vlevo nahoře)
Pokud vyberete část dat z prostředku záznamu, LabTutor vloží do stopy vertikální černou čáru,
která indikuje, že data byla rozdělena do dvou bloků. K tomuto místu můžete vložit komentář
vysvětlující, že a proč byla data odstraněna.
15)Report
Tento oddíl obsahuje vaše výsledky a analýzy spolu s otázkami, které se k nim vztahují. Ty mohou být
vytištěny a předány instruktorovi. Zde je demonstrováno jak LabTutor přenáší panely a tabulky ze cvičení
do Reportu.
Hardware a
čidla pro
PowerLab
1. Vlastními slovy krátce popište funkci komponentů zobrazených nahoře.
2. Vlastními slovy popište funkci označených částí jednotky zobrazené nahoře.
Záznam tepu z prstu.
1. Dnes jste pro záznam fyziologických dat použili převodník tepu. Vlastními slovy, s největší
přesností jíž jste schopni, vyjádřete, co vlastně bylo pomocí jednotky PowerLab zaznamenáno a
zobrazeno pomocí LabTutor.
2. Pojmenujte dvě fyziologické proměnné, jiné než tep z prstu, které mohou být měřeny pomocí
PowerLab a LabTutor.
3. Byly u všech členů skupiny výsledky vašich měření stejné? Dalo se předpokládat, že budou? Proč?
Vymazání dat a výpočtů.
1. Lze předpokládat, že pomocí LabTutoru lze z originálních dat navržených ve vašem experimentu
vypočítat další parametry?
2. Proč je důležité, že všechna data jsou ze všech kanálů vymazávána současně?
Krevní tlak
1) Úvod
V těchto praktických cvičeních se seznámíte s auskultací (poslech zvuků těla) a měřením krevního
tlaku. Cvičení zahrnují měření krevního tlaku pomocí stetoskopu, manžety pro měření krevního tlaku a
sfingmomanometru (tonometru). Zhodnotíte i změny periferní cirkulace a vliv umístění manžety.
Moderní éra měření krevního tlaku začala zavedením rtuťového tonometru Scipionem Riva-Roccim (1863
– 1937) v roce 1896.
Cíle cvičení
Na konci dnešní praktické výuky budete umět:
- používat tonometr a stetoskop (fonendoskop) při měření krevního tlaku člověka
- stanovit systolický krevní tlak pomocí tonometru a sledováním periferního tepu
- demonstrovat, jak umístění manžety mění velikost tepenného krevního tlaku
2) Postup
Pro
správné provedení tohoto experimentu musíte umět zacházet s fonendoskopem (stethoscope) a
tonometrem (sphygmomanometer).
Varování: tato procedura zahrnuje zastavení přítoku krve do paže. To za jistých okolností může být
nebezpečné. Prosím dodržujte následující bezpečnostní opatření:
- při práci sledujte čas
- nenechávejte manžetu dlouho nafouknutou (90 a více sekund)
- je-li to možné využijte více než jednoho dobrovolníka
Moderní tonometry příhodně kombinují manžetu a převodník tlaku.
1. zapojte převodník tlaku do vstupu pro pod 1 na
jednotce PowerLab
2. zapojte kardiomikrofon do vstupu pro pod 2
3. obtočte manžetu tonometru kolem paže v nadloktí
viz. Obr. (as shown)
4. klikněte na tlačítko Start
5. natlakujte manžetu na cca 180 mm Hg a pomalu
snižujte tlak (cca rychlostí 1 – 2 mm Hg/s) dokud se
tento postup a zacházení s tonometrem spolehlivě
nenaučíte
6. klikněte na tlačítko Stop
3)Cvičení 1 (auskultace)
V tomto cvičení budete měřit krevní tlak tradičním způsobem pomocí tonometru a fonendoskopu
posloucháním Korotkovových fenomenů
Postup
1. Nafoukněte manžetu až na tlak 180 mm Hg.
2. Pomalu snižujte tlak v manžetě (rychlostí
cca 1 – 2 mm Hg/s) a současně
fonendoskopem sledujte Korotkovovy fenomeny.
3. Systolický tlak je ten, při jehož dosažení
(snižováním tlaku v manžetě) poprvé
zaslechnete ostré klepavé zvuky
(tapping sounds)
4. Pokračujte pomalu ve snižování tlaku
v manžetě.
Diastolický tlak je definován jako tlak, při němž
zvuky zmizí.
5. Jakmile stanovíte diastolický tlak,
kompletně vypusťte manžetu.
Nenechávejte ji zčásti nebo zcela
nafouknutou po delší dobu.
6. Pro každou osobu zaznamenávejte 4
měření krevního tlaku.
Mezi každým měřením ponechte 1 – 2 min pro zotavení
7. Postup opakujte s dalšími studenty, než budete mít pocit jistoty při měření krevního tlaku.
4) Cvičení 2: Kardiomikrofon
V tomto cvičení použijte kariomikrofon pro záznam tepenných zvuků (Korotkovy fenomeny) během
měření krevního tlaku na paži.
Postup
1) Ponechte manžetu pro měření krevního tlaku umístěnu
kolem nadloktí dobrovolníka.
2) Umístěte kardiomikrofon nad a. brachialis pod
manžetou tak, aby jej držela na místě a připojte jej ke
vstupu pro pod 2.
3) Klikněte na tlačítko Start.
4) Nafoukněte manžetu na tlak ca 180 mm Hg.
5) Pomalu snižujte tlak v manžetě (cca o 1 – 2 mm Hg/s).
Jakmile tak klesne pod 50 mm Hg zcela vypusťte manžetu.
6) Klikněte na tlačítko Stop.
7) Opakujte postup s dalšími studenty. Nezapomeňte
přidat komentář (comment) se jménem subjektu, tak,
aby měření mohlo být později identifikováno. Mezi
opakovanými měřeními u jednoho studenta ponechte
jednu až dvě minuty na zotavenou.
5) Analýza – kardiomikrofon
Analýza
1. Prozkoumejte záznamy. Do okna s označením
kardiomikrofon byly zaznamenány
Korotkovovy fenomeny jako hroty. Ty mohou
být užity pro stanovení systolického a
diastolického tlaku.
2. Umístěte Waveform Kursor (kurzor sledující
tvar vlny) na první hrot (first spike) po začátku
snižování tlaku v manžetě. Ten reprezentuje
systolický tlak.
Pokud je kurzor uvnitř panelu LabTutor sleduje
Waveform kursor tvar vlny. To dává možnost rychlé
informace o latencích a amplitudách vln.
3. Klikněte na tento bod a tím vložte tlak do
panelu hodnot (value panel) a přidejte
komentář (comment) „systolický tlak“ k těmto datům.
4. Přetáhněte číslo z panelu hodnot (value panel) do
odpovídajícího sloupce tabulky.
Waveform Kursor na poslední hrot této serie. Ten
5. Umístěte
reprezentuje diastolický
tlak.
6. Klikněte na tento bod a tím vložte tlak do panelu hodnot a přidejte k datům komentář
diastolický tlak
i u některých subjektů nelze touto technikou stanovit diastolický tlak.
7. Opakujte tento postup pro všechny členy své skupiny.
6) Cvičení 3: Krevní tlak a puls.
Cvičení 3
Budete sledovat změny tepu v prstu a sledovat, zda to může nahradit použití fonendoskopu.
Postup
1. Odeberte zástrčku pro kardiomikrofon ze vstupu
pod 2.
2. Připojte BNC konektor ke vstupu 2.
3. Položte převodník tlaku pro měření tepu prstů
na bříško posledního článku prostředníku ruky
na níž je manžeta tonometru. Převodník lehce
dotáhněte pomocí suchého zipu (ani moc, ani
málo).
4. Sledovaná osoba si volně položí ruku do klína,
aby se minimalizovaly pohybové artefakty.
5. Klikněte na tlačítko Start a záznam by měl
vypadat přibližně takto (this).
6. Přidejte komentář se jménem subjektu.
7. Nafoukněte manžetu nad úroveň tlaku 180 mm Hg.
Všimněte si, že se záznam tepu ztrácí.
8. Pomalu vypouštějte manžetu rychlostí 1 – 2 mm Hg/s.
9. Jakmile tlak klesne na 50 mm Hg/s zcela vypusťte manžetu.
10. Klikněte na tlačítko Stop.
7) Analýza – tlak krve a tep.
Analýza
1. Prozkoumejte svůj záznam. Umístěte
Waveform cursor na první tepovou vlnu po
začátku poklesu tlaku v manžetě. To
prezentuje návrat krevního proudu do
předloktí.
2. Klikněte na tento bod, aby byla přenesena
hodnota tlaku do panelu hodnot a přidejte
komentář „systolický tlak“.
3. Přetáhněte čísla z panelu hodnot do
8)Cvičení 4: hydrostatické efekty.
Cvičení 4
Toto cvičení je variací na cvičení 3 s měřeními z různých míst na paži a s paží v různých pozicích.
Postup
1. Obtočte manžetu kolem předloktí téže ruky,
kde je tlakový převodník, a to těsně za
zápěstím.
2. Ujistěte se, že loket je ohnut do prvního úhlu
(90°) a zápěstí spočívá na desce stolu.
3. Napište komentář „paže v klidu“, 90°.
4. Klikněte na tlačítko Start.
5. Nafoukněte manžetu na 180 mm Hg.
6. Stiskněte Add, pro přidání počátečního
komentáře k tomuto měření.
7. Postupně vypouštějte manžetu rychlostí 1 – 2
mm Hg/s.
8. Jakmile tlak klesne na 50 mm Hg, zcela
vypusťte manžetu.
10. Opakujte kroky 3 až 9 přidávejte odpovídající komentáře při měřeních s paží v následujících
polohách
- volně visící dolů po straně těla
- držená rovně napjatá nad hlavou
9)Analýza – hydrostatické účinky
Analýza
Stanovte systolický krevní tlak pomocí manžety a tepu ve špičce prstu.
1. Prohlédněte záznam tepu v prstu. Umístěte
Waveform kursor na první tep po začátku
vypouštění manžety. To odpovídá
systolickému tlaku.
2. Klikněte na tento bod a vložte tlak do
panelu hodnot a přidejte komentář
„systolický tlak“
3. Přetáhněte číslo z panelu hodnot do
4. Opakujte kroky 1 – 3 pro každý z protokolů
cvičení
10) Protokol cvičení
Cvičení 1: auskultace
Otázky:
1. Co může být zdrojem chyb nebo variací při tomto měření
Cvičení 2: Kardiomikrofon
Cvičení 3: Krevní tlak a tep
Otázky:
1. Komentujte své porovnání systolických tlaků naměřených pomocí auskultace a tepu u každého ze
subjektu ve vaší skupině.
2. Pokud vyjdete ze svých měření, myslíte, že měření systolického tlaku pomocí tepu může nahradit
měření pomocí fonendoskopu?
Cvičení – změny tlaku: hydrostatické změny
Otázky
1. Vysvětlete rozdíly tlaku u paže v různých polohách.
Nápověda: tlak ve sloupci tekutiny závisí na výšce. Ve sloupci krve je rozdíl 1 m ve výšce 10,3
kPa (77 mm Hg).
2. Změny krevního tlaku, závislé na výšce jsou normálně v klinické medicíně
vztahovány k úrovni srdce. Postihují tyto změny za normálních okolností měření z horní části
paže?
3) Dýchání
1) Úvod
Úvod
V těchto cvičeních budete zaznamenávat dechové pohyby pomocí převodníku respirace umístěného ve
speciálním popruhu upevněného kolem břicha. Budete zkoumat různé aspekty dýchání včetně
schopnosti zadržet dech, hypoventilace, „rebreating (rozdýchání ?) a vztah mezi dýcháním a tepovou
frekvencí.
Tento přístroj byl vyvinut francouzským vědcem
Étienne-Jules Marey (1830 – 1904) pro zobrazení
pohybů hrudníku během dýchání je namontován na
pružné destičce, která se vrací do své původní polohy.
Marey, který se mimo jiné, prioritně zabýval
fotografickým výzkumem dýchání, vyvinul i první
myograf pro sledování svalové aktivity.
Příklad jednoho
z prvních spirometrů:
Hutchinsonův
spirometr.
Cíle výuky.
Na konci dnešních cvičení budete schopni popsat a vysvětlit
- účinky volní hyperventilace na dýchání
- účinky opakovaného vdechování vydýchaného vzduchu (rebreating) na dechový vzorec
- vztah mezi dýcháním a tepovou frekvencí
2) Postup sestavení záznamového zařízení
Postup
1. upevněte podle obrázku respirační opasek
kolem dobrovolníkova břicha
Převodník musí být:
- umístěn zepředu těla na úrovni pupku
- dostatečně přitažen, tak, aby byl napnut i
když subjekt plně vydýchne
Respirační čidlo na pásu může být použito přes
oděv a nezáleží na tom, zda subjekt sedí či stojí tak
dlouho, jak je mu to pohodlné (toto cvičení je
poměrně dlouhé). Protože se dechové vzorce liší,
může být pro zlepšení signálu zapotřebí přemístit pás
na hrudník.
2. Zapojte BNC konektor kabelu převodníku do
BNC vstupu č. 1 na předním panelu jednotky PowerLab.
Při záznamu normální respirace je důležité, aby dobrovolník neviděl na monitor a
nemohl
tedy vědomě kontrolovat dýchání. Dobrovolník se může dívat z okna nebo číst
knihu, aby bylo
zabráněno volní kontrole dýchání.
3)Cvičení 1: normální dýchání
Cvičení 1
V tomto cvičení budete zaznamenávat normální a
rychlé dýchání a účinky zadržení dechu po
nádechu a výdechu.
Postup
2. Požádejte dobrovolníka, aby po několik
sekund dýchal rychle a potom pomalu.
Prohlédněte záznam na dechovém kanálu,
kde by měly být zřejmé rozdíly v dechové
frekvenci.
3. Zadejte komentář (comment): „Základní hodnoty 1“ k oblasti pomalého dýchání v záznamu.
4. Klikněte na tlačítko Add.
5. Zaznamenejte 2 – 3 minuty normálního, klidného dýchání a sledujte stopu na záznamu.
6. Vložte komentář: „dýchání, nádech, zadržení“
7. Klikněte na tlačítko Add a okamžitě požádejte dobrovolníka, aby se zhluboka nadechl a zadržel
dech na tak dlouho, jak dokáže.
8. Vložte komentář: „dýchání“
9. Jakmile dobrovolník začne znovu dýchat, klikněte na tlačítko Add.
10. Počkejte, než se obnoví normální dýchání (základní hodnota); pak nechte dobrovolníka ještě po 2 –
3 minuty odpočinout normálním dýchání.
11. Vložte komentář: „výdech, zadržení“.
12. Klikněte na tlačítko Add a současně požádejte dobrovolníka, aby úplně vydechl a zadržel dech na
tak dlouho, jak dokáže.
13. Vložte komentář: „dýchání“.
14. Jakmile začne dobrovolník dýchat, klikněte na tlačítko Add.
15. Pokračujte v záznamu, dokud se neobjeví normální obraz (vzorec) dýchání.
Dobrovolník nyní může relaxovat a dýchat normálně.
4) Analýza – normální respirace
Analýza
1. V kanálu pro dýchání umístěte Marker na
velký vrchol následující po komentáři
„nádech, zadržení“.
2. Posuňte Waveform Kursor na začátek prvého
následujícího dechu, který je předcházen
komentářem „dýchání“.
3. Klikněte pro umístění vybraných dat do
panelu hodnot a přetáhněte čísla z panelu do
odpovídající buňky tabulky.
4. Přetáhněte Marker k velkému (negativnímu)
vrcholu hned po komentáři „výdech,
zadržení“.
5. Posuňte Waveform Cursor na začátek prvního následujícího dechu, který je provázen komentářem
„dýchání“.
6. Klikněte pro umístění vybraných dat do panelu hodnot a přetáhněte čísla z panelu do odpovídající
buňky tabulky.
5) Cvičení 2: hyperventilace
V tomto cvičení zaznamenáte účinek volní
hyperventilace na zadržení dechu a návrat normálního
dechového rytmu.
Bezpečnostní pokyny
Varování
Pokud se u dobrovolníka během
hyperventilace objeví závratě, točení hlavy, zastavte
pokus, ale zároveň zaznamenávejte dechovou
odpověď.
Cítí-li se dobrovolník špatně, nechte jej (ji)
dýchat vzduch vydechnutý do dlaní sepjatých kolem
úst a nosu po dobu několika minut nebo dýchat do pytlíku připraveného pro příští cvičení.
Postup
2. Vložte komentář: „základní hodnota“, klikněte na tlačítko Add a požádejte dobrovolníka, aby 2 – 3
minuty dýchal normálně.
3. Vložte komentář – „nádech, zadržení“
4. Klikněte na tlačítko Add a zároveň požádejte dobrovolníka, aby se zhluboka nadechl a co nejdéle
zadržel dech.
6. Když dobrovolník začne znovu dýchat, klikněte na tlačítko Add.
7. Zaznamenejte normální dýchání během 2 – 3 minut. Během této doby vložte komentář:
„hyperventilace“.
8. Klikněte na tlačítko Add a současně požádejte dobrovolníka, aby hyperventiloval rychlým
dýcháním a prohloubením dechu tak, jak to maximálně dokáže po dobu 30 sekund.
10. Po 30 sekundách hyperventilace klikněte na tlačítko Add a současně požádejte dobrovolníka, aby
začal znovu normálně dýchat.
11. Počkejte, dokud se znovu neustaví normální dechový vzorec a pak nechte dobrovolníka dýchat po
dobu 2 – 3 minut normálně.
12. Vložte komentář: „hyperventilace“.
13. Klikněte na tlačítko Add a současně požádejte dobrovolníka, aby znovu hyperventiloval co
nejrychlejším a nejhlubším dýcháním po dobu 30 vteřin.
14. Vložte komentář: „nádech, zadržení“.
15. Po 30 vteřinách klikněte Add a současně požádejte dobrovolníka, aby se zhluboka nadechl a
zadržel dech na co nejdelší dobu.
Dobrovolník nyní může relaxovat a klidně dýchat.
Poznámka řešitele: Možná bylo vhodné zkusit i cvičení s povrchovým dýcháním (mrtvý prostor) –
srovnání s rebreating.
6)Analýza hyperventilace
Analýza
1. V kanálu se záznamem rychlosti dýchání
vyberte oblast se záznamem normálního
dýchání před komentářem „nádech,
zadržení“. Tam zjistíte průměrnou dechovou
frekvenci. (Breath Rate)
2. Přetáhněte tyto hodnoty (Breath Rate)
z panelu hodnot do odpovídající buňky
tabulky.
3. V dechovém kanálu vyberte období, kdy
subjekt zadržel dech (od komentáře „nádech,
zadržení“ ke komentáři „dýchání“) a
přetáhněte tato data – trvání výběru dýchání
(Breathing selection) z panelu hodnot do odpovídající buňky tabulky.
4. Opakujte kroky 1 – 3 pro období hyperventilace a následujícího zadržení dechu.
7) Cvičení 3: dýchání vydechnutého vzduchu
Cvičení 3
V tomto cvičení budete sledovat účinek vdechování vydechnutého vzduchu. Budete potřebovat středně
velký papírový pytlík. Během pokusu si jej dobrovolník přiloží tak, aby kryl nos a ústa a dobře těsnil.
Postup
1. Klikněte na tlačítko Start a vložte komentář
„základní hodnoty“ a klikněte na tlačítko
Add.
2. Zaznamenávejte základní hodnoty po dobu 2
– 3 minut
3. Vložte komentář: „rebreting“
4. Klikněte na tlačítko Add a současně
požádejte dobrovolníka, aby si dal papírový
pytlík na ústa a nos a opakovaně z a do něj
dýchejte.
5. Vložte komentář: „dýchání“
6. Po 60 vteřinách opakovaného dýchání vydechnutého vzduchu klikněte na tlačítko Add a současně
požádejte dobrovolníka, aby si sundal pytlík z úst a nosu.
7. Pokračujte v záznamu po 60 vteřinách.
8) Analýza – rebreathing
Analýza
Dýchání do a z uzavřeného pytlíku způsobí tepennou
hyperkapnii (stoupá parciální tlak CO2), což stimuluje
respiraci. Jak se to projevilo v tomto cvičení? (Tj.
zvýšila se hloubka, frekvence dýchání nebo obojí ve
srovnání s normálním dýcháním?)
V panelu odpovědí (Answer panel) popište účinek
dýchání do a z pytlíků tak, jak jste jej pozorovali.
9) Sestavení přístroje: Dýchání a tepová frekvence
Postup
1. Ponechte pás s převodníkem na místě – okolo
břicha dobrovolníka.
2. Připojte konektor převodníku prstového tepu
k BNC vstupu 2.
3. Dejte převodník proti bříšku posledního článku
prostředníku k jedné z rukou dobrovolníka.
Použijte suchý zip a nedotáhněte jej ani příliš ani
málo.
4. Ujistěte se, že osoba klidně sedí s rukama
uloženýma v klíně nebo na pracovním stole tak,
aby byly minimalizovány pohyby převodníku.
10) Cvičení 4: Dýchání a tepová frekvence
Cvičení 4
V tomto cvičení zaznamenáte a prozkoumáte
účinek zadržení dechu na tepovou frekvenci
Postup
2. Zaznamenejte klidové hodnoty tepové
frekvence a dýchání během dvou minut.
(Variace tepové frekvence jsou
nejzřetelnější při pomalém, hlubokém
dýchání.
3. Po záznamu základních hodnot obou
signálů vložte komentář: „nádech,
zadržení“.
4. Klikněte na tlačítko Add a současně požádejte dobrovolníka, aby se zhluboka nadechl a zadržel
dech na tak dlouho, jak dokáže.
5. Zatímco dobrovolník nedýchá, vložte komentář: „dýchání“.
Dobrovolník nyní může relaxovat a klidně dýchat
11) Analýza – dýchání a tepová frekvence
Analýza
Změny tepové frekvence s dýcháním jsou nejzřetelnější,
pokud zvolíme časovou škálu 20:1 (compresion).
12) Protokol
Studentovo jméno nebo identifikace
Cvičení 1: Normální dýchání
Otázky
1. Popište normální dechové pohyby. Uveďte charakteristiky záznamu jako jsou frekvence a relativní
trvání inspiria (nádech) a expiria (výdech).
2. Svými slovy vysvětlete účinek zadržení dechu na charakteristiky následujícího dýchání.
3. Během které fáze respirace (zahájení zadržení dechu) může být dech zadržený déle?
4. Po zadržení dechu je následné puzení k dýchání směrováno k nádechu nebo k výdechu?
5. Liší se zastavení dýchání pokud je dýchání zastaveno ve výdechu nebo v nádechu?
Cvičení 2: Hyperventilace
Otázky
1. Svými slovy definujte hyperventilaci.
2. Po hyperventilaci je možno zadržet dech na kratší nebo delší dobu?
3. Kdy může hyperventilace přinést významnou výhodu?
(Např. atletický výkon? Pokud ano, jak?)
Cvičení 3: efekt opakovaného dýchání vydechnutého vzduchu.
Otázky
1. Popište účinky tohoto experimentálního postupu tak, jak jste je pozorovali.
2. Opakované dýchání stejného vzduchu z pytlíku vede k tepenné hyperkapnii (vzestup parciálního
tlaku CO2), což stimuluje dýchání. Jak se to projevilo v tomto cvičení? (Tj. stoupla během
experimentu frekvence nebo hloubka dýchání nebo obojí?)
Cvičení 4: dýchání a tepová frekvence
Otázky
1. V čem se mění tepová frekvence během dechového cyklu?
2. Co se stalo na záznamu tepové frekvence během zadržení dechu? Projevilo se zadržení dechu
podobně u ostatních dobrovolníků?
IV Účinky cvičení na kardiovaskulární systém
1) Úvod
Úvod
V těchto praktických cvičeních zaznamenáte elektrokardiogramem (EKG) a puls z prstu zdravého
dobrovolníka. Potom porovnáte záznam provedený za fyzického klidu se záznamem okamžitě po
skončení cvičení.
Cíle výuky.
Po skončení dnešních cvičení budete schopni:
- popsat, jak se mění tepová frekvence a
puls (prst) po středně intenzivním
krátkodobém cvičení
- popsat, jak se mění tepová frekvence a
puls v prstu po cvičení pouze prstem
- vyjmenovat faktory kontrolující tepovou
frekvenci před, během a po cvičení
- vyjmenovat faktory
kontrolující průtok krve tkáněmi před, během a
po cvičení obrázku
i Back ground
Kardiovaskulární důsledky cvičení …..
Originální bicyklový ergometr využívaný
v Benediktových experimentech při stanovení
metabolismu (prvá léta 20. století)
2) Sestavení experimentu
Postup
1. Ujistěte se, že je jednotka PowerLab
zapojena do sítě a zapnuta.
2. Přiložte převodník pulsu na
prostředník
3. Zapojte převodník do vstupu 1.
4. Dobrovolník si sundá ze zápěstí a
kotníků hodinky a šperky.
5. Připojte kabely elektrod do zdířek
BioAmp označených Earth (zem),
NEG a POS.
6. Takto připojený kabel BioAmp
zasuňte do zdířky BioAmp input
jednotky PowerLab.
3) Přiložení elektrod
Standardní svody
Přiložte elektrodu připojenou do zdířky POS
BioAmp kabelu k levému zápěstí, elektrodu
připojenou k NEG vstupu na pravé zápěstí a
zemnící elektrodu (Earth) na pravou nohu.
1. Pomocí pera označte každé místo, kam
byla elektroda přiložena.
2. Očistěte kůži tamponem namočeným
v alkoholu a lehce tuto oblast stírejte
abrazivním krémem nebo polštářkem.
To sníží elektrický odpor zevní vrstvy
kůže a zajistí dobrý elektrický kontakt.
3. Pokud používáte vícenásobně užitelné
svorkové elektrody, naneste na ně před
požitím malé množství pasty na
elektrody. To není nutné, pokud užíváte
jednorázové elektrody, které mají pastu
na svém povrchu již z výroby.
4. Pokud ze záznamu prvého experimentu
zjistíte, že signál není dobrý, zkuste
alternativní metodu (alternative metod).
Alternativní připojení elektrod
- elektrodu připojenou k POS
na levou paži
- elektrodu připojenou k NEG
na pravou paži
- zem (Earth) na některé ze
zápěstí
Neumísťujte elektrody
přímo na velké svaly paže,
protože jejich elektrická
aktivita interferuje se signálem
ze srdce
4) Záznam EKG
Průpravné cvičení
Budete zaznamenávat EKG a identifikovat artefakty
vznikající při pohybu.
Postup
1. Subjekt vsedě relaxuje a sedí co nejklidněji, tak aby
byly minimalizovány pohybové artefakty.
2. Klikněte na tlačítko Start a po několik vteřin
zaznamenávejte signál.
3. Klikněte na tlačítko Stop
i)
Pokud nezaznamenáte signál, prověřte, zda jsou
všechny tři elektrody správně přiloženy. Je-li
v signálu šum a lze jej těžko rozeznat, ujistěte se, že je dobrovolník relaxován a zvažte
umístění elektrod na alternativních polohách (alternative positions).
4. Opakujte od kroku 2. Jakmile je záznam EKG uspokojivý, pokračujte další částí cvičení.
5) Cvičení 1: EKG a tep v klidu
Cvičení 1
Vzhledem k tomu, že jste v průpravném cvičení získali
čistý signál, provedete záznam EKG a tepu u
dobrovolníka v klidu.
Postup
1. Vložte jméno dobrovolníka do panelu komentářů
(Comment panel) spolu s „klidové EKG“.
2. Klikněte na tlačítko Start a přidejte komentář
(Add) a zaznamenávejte signál po dobu cca 30
vteřin.
4. Odpojte tepový převodník a kabel pro BioAmp
od jednotky PowerLab. Ujistěte se, že svody EKG nejsou zamotané. Sledovaná osoba je sebere a
po dobu další části cvičení drží.
5. Nyní dobrovolník po dobu nejméně 2 minut cvičí. Např. rytmicky vystupuje oběma nohama na
stupínek (cca 50 cm vysoký) nebo vyběhne dvě až čtyři patra.
Pamatujte, že elektrody jsou stále přiloženy a spojeny s kabely,
takže cvičení provádějte opatrně (aby nebyly zlomeny kabely nebo
se nepohnuly elektrody), ale dostatečně intenzivně, aby stoupla
tepová frekvence.
6. Zatímco subjekt cvičí, vložte text „Zotavení“ do panelu komentářů.
7. Okamžitě po skončení si dobrovolník sedne a relaxuje.
8. Znovu připojte BioAmp kabel k jednotce PowerLab a převodník pulsu ke vstupu 1.
10. Přidejte komentář a proveďte nejméně dvouminutový záznam – dokud se nevrátí tepová frekvence
a dýchání k normě.
6)Analýza – tepová frekvence a pulz.
Analýza
1. Váš záznam EKG měl připomínat
to, co vidíte zde (here).
LabTutor je
nastaven tak, že kanál 3 ukazuje tepovou frekvenci
počítanou z RRintervalů EKG. Kanál 4 ukazuje
vypočítanou amplitudu pulsu.
2. Pohybujte kurzorem (Waveform Cursor)
3.
4.
5.
6.
k reprezentativnímu cyklu před cvičením.
Kliknutím umístěte tepovou frekvenci (Heart rate) a tepovou amplitudu do panelu hodnot (Value
panel).
Přitáhněte čísla pro tepovou frekvenci (Heart rate) z panelu hodnot do příslušného sloupce tabulky.
Dále přetáhněte čísla z „Pulse amplitude“ panelu hodnot do příslušného sloupce tabulky.
Opakujte kroky 3 až 5 pro každý z časů uvedených v tabulce.
Analýza – komponent komplexu QRS
6.
7.
8.
9.
Analýza (pokračování)
1. Nyní budete hodnotit intervaly (intervals)
tvořící srdeční cykly (srdeční revoluce)
v klidových podmínkách a po cvičení.
2. Projděte si záznam klidového EKG.
3. Roztáhněte si pohled na zaznamenané EKG
v poměru 5:1.
4. Pro stanovení intervalu PR umístěte marker
na začátek vlny P a pohněte kurzorem
Waveform Cuisor na start komplexu QRS.
Klikněte a využijte panel hodnot (Value
panel) pro přenesení času do odpovídající
buňky tabulky.
5. Pro stanovení intervalu QRS (trvání
komplexu QRS) umístěte marker na začátek komplexu QRS a pohněte kurzorem „Waveform
kursor“ na konec komplexu QRS.
Klikněte a použijte panel hodnot pro přenos času do odpovídající buňky tabulky.
Pro stanovení intervalu ST umístěte marker na konec komplexu QRS a položte kursor „Waveform
kursor“ na konec vlny T. Klikněte a požijte panel hodnot pro přenesení času do odpovídající buňky
tabulky.
Pro stanovení intervalu TP umístěte marker na konec vlny T a položte kursor „Waveform kursor“
na začátek další vlny P
Klikněte a použijte panel hodnot pro přenesení času do odpovídající buňky tabulky.
Opakujte kroky 4 až 7 pro každý sloupec po skončení cvičení.
8)Cvičení 2: tep po cvičení ruky
Cvičení 2
Budete zkoumat změny tepu spojení se cvičením ruky.
Postup
1. Odpojte svody EKG a připojte prstový
převodník tepu k prostředníku dobrovolníka.
subjekt musí být klidu a relaxován.
2. Klikněte na tlačítko Start a zaznamenejte 20
vteřin tepu a během této fáze vložte komentář
„klid“.
4. Subjekt nyní:
• chytne do dlaně ruky, kde je čidlo
gumový mačkací balonek
•
rytmicky mačká balonek, dokud nepocítí
únavu svalů předloktí
ukončení cvičení
•
5. Klikněte na tlačítko start.
6. Záznam provádějte po dobu dvou minut nebo než bude mít úroveň tepu v prstu přijatelně stabilní
úroveň po dobu jedné minuty. Během této doby vložte komentář „zotavení“.
9) Analýza – tep po cvičení rukou.
Analýza
LabTutor je nastaven tak, že kanál 2 ukazuje tepovou
frekvenci a kanál 3 tepovou amplitudu.
1. Nejdříve využijte kurzor Waveform cursor pro
měření tepové frekvence a amplitudy za situace
před cvičením.
2. Posuňte kursor Waveform cursor do oblasti
reprezentativní tepové frekvence. Pak pro
umístění hodnot do panelu hodnot (valua panel)
klikněte myší.
3. Přetáhněte číslo 2 tepové frekvence „Pulse rate“
panelu hodnot do odpovídajícího sloupce tabulky.
4. Potom přetáhněte čísla z „Pulse amplitude“ tepová amplituda v panelu hodnot do odpovídajícího
sloupce tabulky.
5. Opakujte kroky 2 až 4 pro data po cvičení 10, 30, 60, a 120 vteřin po skončení cvičení.
10)Protokol
Studentovo jméno nebo identifikace
Cvičení 1: EKG v klidu a po námaze.
Studium námahy.
Přidejte komentáře k záznamu indikující lokalizaci vlny P, komplexu QRS a vlny T.
Otázky.
1. Co se stane s intervalem R-R po námaze?
2. Interval R-R je tvořen součtem trvání QRS, S-T, T-P a P-R. Který z nich se zkracuje při zvýšení
tepové frekvence?
3. okamžitě po skončení cvičení je tepová amplituda větší nebo menší než v klidu?
4. Co se děje s tepovou amplitudou během zotavování po cvičení?
5. Během cvičení je tok krve do kůže a tkáně prstu omezen aktivitou vasokonstrikčních sympatických
vláken. Po cvičení však může být průtok krve kůží a prstem zvýšen. Proč je proud krve do
končetin během cvičení snížen? Proč stoupá na hodnoty vyšší, než normální během zotavování po
námaze? Jaké jiné faktory mohou ovlivnit zásobení kůže a prstů krví během a po cvičení?
6. Změny v kardiovaskulárním systému jsou pouze jedněmi ze změn, které se v těle objevují během a
po námaze. Jaké fyzické změny jste pozorovali z našeho dobrovolníka?
Cvičení 2: tep po cvičení ruky.
Otázky
1. Okamžitě po cvičení ruky byla tepová amplituda větší nebo menší než v klidovém záznamu?
2. Co se děje s tepovou amplitudou během zotavování po cvičení ruky.
3. Svaly aktivní během cvičení ruky jsou umístěny hlavně na předloktí a uplatňuje se také menší
počet malých svalů ruky. Předpokládáte, že proud krve do těchto svalů během cvičení stoupne?
4. V distálních článcích prstů nejsou svaly. Předpokládáte, že zvýšení proudu krve svaly během
cvičení nějak ovlivní proudění krve pod převodníkem na prstu?
V. Potápěcí reflex (odpověď)
1) Úvod
Úvod
Mnozí mořští živočichové během potápění při zadržení dechu vykazují snížení tepové frekvence
(bradykardie) a omezení cirkulace periferií. Odpovědi výrazně mezidruhově kolísají. Jedny
z nejvýraznějších jsou u velryb.
V těchto laboratorních cvičeních budete sledovat účinky potápěcího reflexu na tepovou frekvenci a
periferní cirkulaci u lidí během simulovaného potápění. Nejdříve vyzkoušíte simulovaného potopení na
tepovou frekvenci. Pak vyzkoušíte změny tepové frekvence při zadržení dechu a nakonec účinek
simulovaného potopení na periferní cirkulaci.
Cíle výuky
Po skončení dnešní výuky budete schopni:
• popsat fyziologické změny po
vybavení potápěcího reflexu
• popsat fyziologické účinky
zadržení dechu
• vyjmenovat fyziologické rozdíly
mezi zadržením dechu a
potopením
• diskutovat fyziologické důsledky
potápěcího reflexu
• text k obrázku Potápěcí reflex u
rypouše sloního
i) Podklady…..
2) Sestavení pokusné aparatury
Postup
1. Ujistěte se, že jednotka PowerLab je zapojena
a zapnuta
2. Přiložte na prostředník čidlo tepu prstu
3. Připojte čidlo pulsu ke vstupu 2
Čidlo tepu je velmi citlivé na pohyb. Dobrovolník
se musí snažit mít během záznamu prst v klidu.
3) Cvičení 1: Simulace potopení a klidová tepová frekvence
Cvičení 1
V tomto cvičení budete sledovat účinky zadržení dechu
na tepovou frekvenci a periferní cirkulaci během.
Postup
1. Naplňte umývadlo studenou vodou (10-15oC).
Pokud voda z vašeho kohoutku není dostatečně
chladná, použijte k jejímu ochlazení kousky ledu.
Pro monitorování teploty dejte do umyvadla
teploměr.
2. Dobrovolník musí sedět před umyvadlem
s obličejem jen těsně nad povrchem vody a nesmí
se hýbat.
3. Klikněte na tlačítko Start a okamžitě přidejte komentář „ v klidu“.
4. Dobrovolník se zhluboka nadechne a částečně vydechne a pak zadrží dech a současně ponoří
obličej až po okraj tváří do vody v umyvadle.
5. Přidejte komentář „ponoření“.
6. Zaznamenávejte data po dobu minimálně 30 vteřin, kdy má subjekt ponořený obličej. Pak jeden
člen skupiny dává dobrovolníkovi poklepáním na záda po 10 vteřinách znamení, aby mu pomohl
sledovat čas a zabránil strachu.
Nenuťte pokusnou osobu držet obličej pod hladinu, pokud jí to není příjemné.
7. Po 30 vteřinách řekněte dobrovolníkovi, aby se vynořil. Přidejte komentář „zotavení“. Zajistěte,
aby byl subjekt v klidu kvůli minimalizaci pohybových artefaktů.
8. Počkejte 30 vteřin.
4)Analýza – simulace ponoření a klidová tepová frekvence
Analýza
Tepová frekvence a amplituda jsou počítány z tepu
v prstu.
1. Pohněte kurzorem „Waveform kursor“
k reprezentativnímu cyklu před
„ponořením“. Klikněte a umístěte tepovou
frekvenci („Puls rate“) a tepovou amplitudu
(„Pulse amplitude“) do panelu hodnot.
2. Přetáhněte číslo z „Pulse rate“ panelu
hodnot do odpovídajícího sloupce tabulky.
3. Pak přetáhněte číslo z „Amplitude“ z panelu
4. Opakujte kroky 1 až 3 pro každou z podmínek uvedených v tabulce.
5)cvičení 2: Zadržení dechu a klidová tepová frekvence
Cvičení 2
V okamžiku ponoření tváře do studené vody přestane subjekt také dýchat.
Může zadržení dechu vysvětlit získané výsledky?
Postup
1. Jako
v předchozím
experimentu
umístěte
vyšetřovanou osobu tváří těsně nad hladinu vody a
požádejte ji, aby se nehýbala.
2. Klikněte na tlačítko start a okamžitě přidejte (Add)
komentář „v klidu“. Zaznamenejte 15 vteřin
klidového tepu.
3. Požádejte pokusnou osobu, aby zhluboka vdechla a
pak částečně vydechla a zadržela dech. Přitom tváří
zůstává nad hladinou vody. Přidejte komentář
„zadržení dechu“.
4. Zaznamenávejte data po dobu minimálně 30 vteřin,
kdy subjekt zadržuje dech. Jeden ze členů skupiny klepe subjektu na záda v intervalech 10 vteřin.
Pomáhá mu tím sledovat čas a zahání obavy.
5. Poklepte subjektu na záda a řekněte, aby začal dýchat. Přidejte komentář „normální dýchání“.
Ujistěte se, že subjekt je stále v klidu.
6. Po 30 vteřinách klikněte na tlačítko stop.
6) Analýza – zadržení dechu a klidové tepové frekvence.
Analýza
Zobrazena je tepová frekvence a amplituda na základě pulzu snímaného z prstu.
1. Přesuňte
kurzor
Waveform
Cursor
k charakteristickému
cyklu
před
komentářem „v klidu“. Pro umístění hodnot
„tepová frekvence a „Amplituda“ do panelů
hodnot klikněte myší.
2. Přetáhněte číslo z „tepová frekvence do
3. Pak přetáhněte číslo „Amplitude“ z panelu
4. Opakujte kroky 1 až 3 pro každou ze situací
zobrazených v tabulce.
7)Sestavení zařízení
Pro prozkoumání účinků simulace potopení na
periferní cirkulaci, jsou-li jaké, použijte manžetu
tonometru umístěnou kolem stehna tak, aby mohla
zabránit žilnímu návratu z dolní končetiny a
pomocí respiračního pásu budete měřit změny
objemu lýtka.
Postup
1.
Sundejte subjektu převodník tepu u prstu a
odpojte jej z jednotky PowerLab.
2.
Umístěte převodník na
respiračním pásu
kolem lýtka. Pás musí být utažen natolik, aby byl
stále napnut.
jak tonometrická manžeta, tak i respirační pás
mohou být umístěny i přes oděv.
3.
Zapojte převodník do vstupu 1
4.
Umístěte tonometrickou manžetu kolem
stehna vyšetřované osoby. Je-li to zapotřebí,
doplňte suchý zip nastavovací páskou.
5.
Nafoukněte a pak následujícím způsobem
rychle vypusťte tonometrickou manžetu:
a) rychle nafoukněte manžetu na tlak 60 mmHg
a udržujte tento tlak po 30 vteřin
b) uchopte suchý zip a rychle manžetu rozpojte
tak, aby tlak prudce poklesl (unfasten it so as to
release the pressure suddenly).
c) Uvolněte závěr manžety a před opakovaným
použitím z ní zcela vypusťte vzduch.
Periferní cirkulace a pletysmografie při venosní okluzi.
Tonometrická manžeta umístěná kolem stehna může být užita pro blokování žilního návratu z nohy. Tlak
60 mmHg je pro toto dostatečný. Během žilní okluze krev stále proudí do nohy a způsobuje tím její
pomalé zvětšování. Po odstranění manžety se venosní krev může vrátit do těla a objem nohy se rychle
zmenšuje. V těchto laboratorních cvičeních je využíván převodník na respiračním pásu umístěném kolem
lýtka. Ten zaznamenává změny objemu.
Uvědomte si, že frekvenční charakteristika převodníku nedovolí měřit pomalý vzestup objemu
lýtka během venózní okluze. Ve skutečnosti se stopa během okluze pomalu vrací k nule. Naopak pokles
objemu krve v lýtku může být sledován pomocí převodníku přesně, protože je dostatečně rychlý.
Jednoduché uvolnění klapky na tonometru nezaručí dostatečně rychlé vypuštění manžety. Lépe je prudce
rozevřít suchý zip a zrušit tak okluzi co možno nejrychleji.
8)Cvičení 3: simulace a periferní cirkulace
Cvičení 3
Mnohé změny kardiovaskulární funkce se objevují při
potápěcím reflexu. V tomto praktickém cvičení použijete
nepřímou metodu sledování změn periferního oběhu krve.
1. Naplňte umyvadlo studenou vodou (10 – 15oC)
umístěte jej před subjekt. Ten musí nehybně držet
tvář nad úrovní hladiny.
2. Klikněte na tlačítko start a okamžitě přidejte
komentář „v klidu“
3. Nafoukněte rychle manžetu tonometru na hodnotu 60
mmHg a udržujte tento tlak po 30 vteřin.
4. Uchopte manžetu se suchým zipem a uvolněte ji tak,
aby se tlak prudce snížil.
5. Uvolněte závět u gumového balonku a vytlačte všechen vzduch z manžety před tím, než ji znovu
použijete.
6. Požádejte dobrovolníka, aby se zhluboka nadechl, částečně vydechl a při ponoření tváře pod
hladinu zadržel dech.
7. přidejte komentář „ponoření“ a opakujte kroky 3 – 5.
Nenuťte dobrovolníka ponořit obličej na delší dobu, než je pro něj přijatelné!
9) Analýza – simulace potopení a periferní cirkulace
Analýza
1. Posuňte kurzor marker na místo záznamu, kde byla
manžeta prudce rozevřena a kurzor Waveform Cursor
dejte na nejnižší místo záznamu po odstranění manžety
(example příklad).
2. Klikni myší pro přenesení dat do panelu hodnot.
3. Přetáhněte číslo z „legvolume“ (objem lýtka) z panelu
hodnot do odpovídající buňky tabulky.
4. Opakujte krok 1 až 4 pro každou z podmínek – klid,
ponoření a zadržení dechu.
10) Protokol
Cvičení 1: Simulace potopení a klidová tepová frekvence
Otázka
1. Popište všechny změny tepové frekvence před a po simulovaném potopení.
2. Popište všechny změny amplitudy tepu před a po simulovaném potopení.
Cvičení 2: Zadržení dechu a klidová tepová frekvence
Otázky
1. Porovnejte účinky potopení a zadržení dechu na tepovou frekvenci. Byly stejné?
2. Porovnejte účinky potopení a zadržení dechu na tepovou amplitudu. Byly stejné?
3. Které faktory prostředí mohou vysvětlit rozdíly mezi zadržením dechu a „ponořením“?
4. Porovnejte změny tepové frekvence během ponoření mezi členy skupiny. Je účinek na různé
jedince podobný?
Cvičení 3: Potápěcí reflex a periferní cirkulace
1. Napovídají vaše výsledky tomu, že se během ponoření mění periferní oběh.
2. Napovídají vaše měření objemu lýtka tomu, že se cirkulace mění během zadržení dechu?
3. Proč si myslíte, že je potápěcí reflex považován za výhodný? Jaké další faktory musí být brány
v úvahu během reálného ponoření, které nebyly v tomto experimentu simulovány.
4. Jaký byl časový průběh potápěcího reflexu? Za jak dlouho se tato odpověď objeví? Jak rychle se
po ponoření normalizuje tepová frekvence?
VI. EKG a srdeční ozvy
Úvod
Tlukot srdce je spojen s elektrickou aktivitou a zvuky. Zobrazení elektrické aktivity snímané z povrchu
těla se nazývá elektrokardiogram nebo zkráceně EKG. Účelem následujících cvičení je zaznamenat EKG
dobrovolníka a prozkoumat vztah mezi EKG a charakteristickými zvuky srdce.
Cíle výuky
Na konci dnešních laboratorních cvičení
budete:
Vědět kam umístit elektrody pro
záznam
ze
standardních
končetinových svodů (svody I, II a III)
schopni identifikovat hlavní složky
EKG (vlna P, komplex QRS a vlna T)
schopni
vztáhnout
průběh
elektrické aktivity v srdci k těmto
hlavním složkám
schopni stanovit časové vztahy
komponent EKG a jejich velikosti
vědět jak vypočítat tepovou
Výukový přístroj
Ranný (1920)
frekvenci
z EKG
srdeční mikrofon
vysvětlit časové vztahy mezi
elektrickou aktivitou srdce (jak je zaznamenána v EKG) a jeho aktivitou mechanickou (na níž lze
usuzovat ze srdečních ozev).
Nástroje pro záznam srdečních aktivity
2) Sestavení zařízení
Postup
1. Ubezpečte se, zda je jednotka
PowerLab připojena do sítě a zapnuta.
2. Připojte mačkací tlačítko k BNC
konektoru pro vstup 1.
3. Odeberte testované osobě hodinky
a/nebo šperky ze zápěstí a kotníků
4. Zapojte vodiče pro elektrody do
vstupů Earth (země), NEG a POS na
kabelu pro BioAmp.
5. Zapojte tento kabel do BioAmp
vstupu jednotky
3) Přiložení elektrod
Standardní svody
Přiložte pozitivní elektrodu (vstup POS) na levé
zápěstí negativní na pravé (NEG) a zemnící (Earth)
nad pravý kotník.
1. Pomocí pera označte všechny body, kam budou
elektrody umístěny
2. Očistěte kůži tamponem namočeným v alkoholu
a lehce tuto oblast stírejte
abrazivním krémem
nebo polštářkem. To sníží elektrický odpor zevní
vrstvy kůže a zajistí dobrý elektrický kontakt.
3. Pokud používáte vícenásobně užitelné
svorkové elektrody, naneste na ně před
použitím malé množství pasty na elektrody.
To není nutné, pokud užíváte jednorázové
elektrody, které mají pastu na svém povrchu
již z výroby.
4. Pokud ze záznamu prvého experimentu
zjistíte, že signál není dobrý, zkuste
alternativní metodu (alternative metod).
Alternativní připojení elektrod
- elektrodu připojenou k POS
na levou paži
- elektrodu připojenou k NEG
na pravou paži
- zem (Earth) na některé ze
zápěstí
Neumísťujte elektrody
přímo na velké svaly paže,
protože jejich elektrická
aktivita interferuje se signálem
ze srdce
4) Cvičení 1: EKG v klidu
Cvičení 1
Zaznamenáte a prozkoumáte hlavní složky EKG
Postup
1. Dobrovolník se musí uvolnit a sedět co nejklidněji,
aby byly minimalizovány pohybové artefakty.
2. Vepište jméno dobrovolníka do panelu komentářů.
3. Klikněte na tlačítko start a hned i na Add pro vložení
komentáře.
Klikněte na tlačítko Autoscale podle potřeby, což
umožní průběžné sledování dat v jejich celé velikosti.
4. Pokud EKG nelze zaznamenat v dobré kvalitě, zkuste,
zda jsou všechny tři elektrody dobře přiloženy. Je-li
signál i nadále překryt šumem a nelze jej dobře rozeznávat, zkuste alternative attachment position (
alternativní místo přiložení).
6. Znovu klikněte na tlačítko start. Během záznamu požádejte dobrovolníka, aby rozevřel/a a stiskl/a
pěsti a pohnul/a oběma rukama kolem hrudníku a pak stiskněte tlačítko Stop.
Stopy v záznamu se pohnou ze své úrovně a signál EKG bude přerušen. To vám ukáže, proč
dobrovolník musí být během záznamu uvolněný a v klidu.
7. Když dobrovolník klidně sedí, znovu klikněte na tlačítko Start. Pokud máte záznam EKG bez
pohybových artefaktů, vepište do komentáře „Klidové EKG“ a kliknutím na Add vložte.
4) Analýza - EKG v klidu.
1. Prohlédněte si záznam a pozorujte pravidelně se
objevující cykly EKG.
2. V reprezentativním cyklu změřte amplitudy a
trvání vlny P, komplexu QRS a vlny T.
3. Pro měření amplitud položte kurzor Marker na
základní čáru těsně před vlnu P. Pak přemístěte
kurzor „waveform cursor“ na hrot vlny. Klikněte
myší a umístěte tím číslo do panelu hodnot.
4. Číslo
přetáhněte
z panelu
hodnot
do
5. Pro měření trvání ponechte kursor „Marker“ na
počátku vlny nebo komplexu a umístěte kurzor
„Waveform cursor“ na konec vlny nebo
komplexu.
6. Pro umístění čísla do panelu hodnot klikněte myší a potom jej přetáhněte do odpovídajícího sloupce
tabulky.
7. Nyní prozkoumejte, jak se úder od úderu může lišit tepová frekvence. Pro toto měření nastavte
horizontální škálu na poměr 10:1. Změřte časové intervaly (ve vteřinách) mezi třemi sousedními páry
kmitů R pomocí kursorů „Marker“ a „Waveform kursor“.
8. Zaznamenejte výsledky do tabulky 2. Pro každý interval je v tabulce 2 sloupci 3 tepová frekvence,
která je počítána pomocí rovnice TF = 60/t, kde TF = tepová frekvence (údery za minutu) a t = trvání
intervalu R – R (ve vteřinách).
6) Cvičení 2: variace EKG
Cvičení 2
V tomto cvičení zaznamenáte klidový EKG u dalších členů vaší skupiny.
Postup
1. Přiložte elektrody novému subjektu.
2. Po jeho zklidnění klikněte znovu na tlačítko Start.
Pokud je záznam bez pohybových artefaktů. Vložte do
komentáře „Klidové EKG“.
4. Opakujte se všemi ostatními studenty ve skupině.
7) Analýza: variace EKG.
Analýza
Porovnáte trvání a amplitudy vln P, komplexů QRS
a vln T mezi členy vaší skupiny i ostatními studenty
ve třídě. Zaznamenáte výsledky do tabulky.
Měření amplitudy vln.
1. Přetáhněte kurzor „Marker“ k nejnižšímu
místu před vlnou, o níž se zajímáte.
2. Posuňte
kurzor
„Waveform
cursor“
k vrcholu vpravo od kurzoru „Marker“ a
klikněte myší.
3. Přetáhněte číslo z panelu hodnot („Value
panel“) pro EKG do odpovídajícího sloupce
„Amplitude“ v tabulce.
Měření trvání vln.
1. Ponechte kurzor „Marker“ v nejnižším bodě vlny před vrcholem.
2. Posuňte kurzor „Waveform kursor“ do nejnižšího místa následujícího vrcholu vlny.
3. Přetáhněte číslo z lokace „Time“ panelu hodnot do odpovídajícího místa v tabulce.
Cvičení 3: EKG a srdeční ozvy.
Budete měřit a korelovat klidové EKG a srdeční ozvy.
Použití fonendoskopu.
Je lépe použít fonendoskop klasický, než vybavený membránou. Lépe
totiž odblokuje šum v místnosti. Velmi pomůže, pokud někdo požádá o
klid.
Váš učitel Vám krátce ukáže, jak použít fonendoskop. (use the
stethoscope“).
Dobrovolník si pravou rukou umístí fonendoskop na levou stanu
hrudníku (lze to snadno učinit i pod košilí) a pohybuje s ním, dokud
naslouchající student neuslyší jasné srdeční ozvy. Pak si dobrovolník na tomto místě drží fonendoskop po
celou dobu záznamu a poslechu.
1. Klikněte na tlačítko start a zaznamenejte EKG, pak na jeden typ zvuku zmáčkněte ruční spínač a
jakmile se objeví druhý, pusťte jej. Jsou to zvuky jdoucí těsněji za sebou a podle místa na
hrudníku, kde nasloucháte, může být první zvuk (prvá ozva) přízvučný a druhý (druhá ozva)
nepřízvučný nebo naopak.
2. Po několika srdečních cyklech klikněte na tlačítko stop.
9) Analýza – EKG a srdeční ozvy.
Analýza
Pro usnadnění porovnání záznamů ve dvou kanálech je panel
programu LabTutor nastaven tak, aby zobrazoval záznamy
přeložené přes sebe. Pomocí „Channel Trace buttons“
(knoflíky stop kanálů) můžete vybrat, který z obou kanálů je
v panelu „aktivní“.
Channel Trace Buttons
Normálně zobrazuje každý z kanálů pouze data z jedné
stopy. Někdy je výhodnější složit stopy, jak je ukázáno
vlevo.
Vertikální škála platí pouze pro jednu ze stop.
Klikněte na jedno z tlačítek a uvidíte, jak se vertikální škála
přizpůsobí té, která náleží stopě se stejnou barvou jako
knoflík.
1. Povšimněte si vztahu mezi označením děje ručním spínačem (Event) a EKG (ECG) signálu
2. S použitím kurzorů „Marker“ a Waveform cursor“ postupujte podle následujících instrukcí a
změřte čas mezi vzcholy kmitů R a signálem „Event“ směřujícím vzhůru.
a) vyberte kanál s EKG (ECG) jako aktivní
b) umístěte kurzor „Marker“ na kmit R
c) vyberte signál „Event“ jako aktivní
d) použijte „Waveform kursor“ a vyberte signál „Event“ jdoucí vzhůru.
e) vložte tento čas do tabulky
3.
a)
b)
c)
d)
e)
Nyní měřte čas mezi vrcholem vlny T a signálem „Event“ (událost) směřujícím dolů.
jako aktivní vyberte kanál EKG (ECG)
umístěte kurzor „Marker“ na vlnu T
vyberte kanál „Event“ (událost) jako aktivní
pomocí kurzoru „Waveform cursor“ označte pokles signálu „Event“ událost
uložte tento čas do tabulky
10)
Cvičení 4: EKG a fonokardiografie
Cvičení 4
Budete zaznamenávat a korelovat EKG a srdeční ozvy (zaznamenané pomocí kardiomikrofonu) u
odpočívajícího dobrovolníka. Je jasné, že metoda použita ve cvičení 3 je zdrojem značných chyb.
Alternativou je fonokardiografie, kdy se užívá kardiomikrofonu umístěného na levé straně hrudníku,
odkud jsou zaznamenávány srdeční ozvy, které pak mohou
být v reálném čase zobrazeny graficky.
Postup
1. Odpojte manuální tlačítko ze vstupu 1 a zapojte
kardiomikrofon do pod(u) vstupu 1
2. Umístěte kardiomikrofon na levou stranu hrudníku.
Pak jej spolehlivě udržujte na místě buďto pomocí
pásky kolem hrudníku nebo tím, že na něj položíte
těžkou knihu (nebo něco podobného), což vyžaduje,
aby dobrovolník ležel.
Je nezbytné, aby mikrofon nebyl na hrudní stěně držen rukou, protože nepotlačitelné pohyby ruky
způsobují významný šum v signálu.
3. Klikněte na tlačítko Start a zaznamenejte EKG a signály z kardiomikrofonu, Zkuste při získávání
co nejlepšího signálu posouvat kardiomikrofon na různá místa hrudníku.
4. Asi po 15 vteřinách klikněte na tlačítko Stop.
11) Analýza – EKG fonokardiografie
Analýza
Pro usnadnění porovnání záznamů LabTutor opět ve svém
panelu ukazuje přes sebe přeložené kanály se záznamy.
Kliknutím na knoflíky vpravo nahoře na panelu můžete
zvolit, který z obou kanálů bude v panelu aktivní.
1. Povšimněte si vztahu mezi kmity R a prvou ozvou.
2. Povšimněte si vztahu mezi vlnou T a druhou
ozvou.
3. Pomocí kurzorů „Marker“ a „Waveform kurzor“,
podle následujících instrukcí změřte čas mezi
kmity R a začátkem prvé srdeční ozvy.
a)
b)
c)
d)
e)
vyberte kanál s EKG (ECG) jako aktivní
umístěte kurzor Marker na kmit R
pomocí kurzoru „waveform kursor“ označte začátek prvé srdeční ozvy
vložte tento čas do tabulky
4.
a)
b)
c)
d)
e)
Nyní změřte čas mezi vrcholem vlny T a začátkem druhé srdeční ozvy.
vyberte kanál s EKG (ECG) jako aktivní
umístěte kurzor „Marker“ na vlnu T
pomocí kurzoru „waveform kursorů označte začátek druhé srdeční ozvy
vložte tento čas do tabulky
12) Protokol
Cvičení 1: EKG v klidu
Označení vln a kmitů EKG
K označení vlny P komplexu QRS a vlny T v záznamu použijte panel komentáře.
Otázky
1. Co můžete říci o amplitudě různých vln a kmitů v rozdílných cyklech srdeční aktivity.
2. Vlna P a komplex QRS reprezentuje depolarizaci srdeční svaloviny síní a komor. Proč má největší
amplitudu komplex QRS?
3. V krocích 7 a 8 byla tepová frekvence vypočítána na základě mezivrcholových intervalů kmitů R.
Objevila se variabilita frekvence u různých srdečních cyklů? Předpokládáte, že intervaly mezi
stahy by měly být identické? Proč ano, či proč ne?
4. Hranice normální klidové tepové frekvence se pohybují mezi 60 – 90 tepy/min. Trénovaný atlet
může mít klidovou tepovou frekvenci mezi 45 – 60 tepy/min. Proč může mít taková osoba nižší
tepovou frekvenci než jedinec s pouze průměrnou kondicí?
Cvičení 2: variace v EKG
Otázky
1. Jsou amplitudy a trvání různých vln a kmitů u různých jedinců podobné nebo velmi rozdílné?
2. Jaké variace mezi jedinci v tepové frekvenci lze očekávat?
Cvičení 3: EKG a srdeční ozvy.
Otázky
1. Vysvětlete, proč následují stah komor (systola) a první ozva okamžitě po komplexu QRS.
2. Vysvětlete, proč relaxace komor (diastola) a druhá ozva následují po vlně T.
Cvičení 4: EKG a fonokardiografie
1. Záznam vašeho poslechu srdečních ozev pravděpodobně vykazuje určité rozdíly od spávného
časování srdečních ozev jak byly stanoveny pomocí fonokardiografie. Jak můžete tento rozdíl
vysvětlit?
VII. Elektromyografie - EMG.
Cílem cvičení je seznámit se s elektromyografickým záznamem elektrické aktivity svalu při volní i
vyvolané svalové kontrakci, a stanovit rychlost vedení v periferním nervu.
Specifické cíle cvičení:
1. Zaznamenat elektromyogram (EMG) v klidu a sledovat jeho změny při různém motorickém úsilí.
2. Sledovat změny EMG v antagonistickém svalu a jev koaktivace.
3. Registrovat odpověď EMG při podráždění periferního nervu (n. medianus, česky též středový
nerv)
4. Změřit rychlost vedení v periferním nervu podle latencí EMG odpovědi při stimulaci mediánového
nervu na předloktí a na zápěstí.
Obr. 7.1. Počátky elektromyografie. John Basmaijan (uprostřed) byl průkopníkem elektromyografie.
Podstata EMG
Kosterní sval poskytuje možnost lokomoce a opory kosternímu skeletu. Sval se skládá z jednotlivých
svalových vláken, která jsou uspořádána paralelně ve fasciklech. (Fig. 7.2.)
Obr. 7.2. Struktura kosterního svalu.
Jednotlivá svalová vlákna jsou inervována vlákny motorického neuronu. Za normálních podmínek
aktivuje akční potenciál motoneuronu všechna svalová vlákna, která jsou zásobena tímto nervovým
vláknem (motorická jednotka, Obr. 7.3).
Obr. 7.3. Motoneuron a motorická jednotka.
Při aktivaci svalu vzniká akční potenciál (vědomou aktivací nebo po podráždění periferního
nervu), který se šíří nervovým
vláknem a aktivuje svalová
vlákna mechanismem
nervosvalové ploténky, což
posléze spustí svalový záškub.
Elektromyografie je
metoda pro měření elektrické
aktivity svalu a nervu, který daný
sval řídí. Výsledkem
elektromyografického vyšetření
je elektromyogram. EMG lze
registrovat buď jehlovými
elektrodami zavedenými skrz
kůži do svalu, nebo povrchovými
elektrodami umístěnými na kůži
nad bříškem svalu. Velikost a
tvar EMG udává schopnost svalu
odpovídat na nervové podněty.
Obr. 7.4. Dvoj- a trojhlavý sval paže.
V klinické praxi se uplatňuje zejména při symptomech svalové ochablosti, která doprovází řadu
neurologických onemocnění.
EMG také poskytuje informaci o vzorci a dynamice svalové aktivity při komplexních pohybech.
Povrchové EMG obráží elektrickou aktivitu svalových vláken, aktivovaných současně. Jednotlivé
motorické jednotky pálí nesynchronně a při slabých svalových kontrakcích lze v EMG někdy zaznamenat
i příspěvky jednotlivých motorických jednotek. Při silnějších kontrakcích registrujeme povrchovými
elektrodami souborný potenciál až z tisíců svalových vláken.
V tomto cvičení se obeznámíme s EMG záznamem při volní kontrakci m. biceps a triceps brachii.
(Obr. 7.4.)
Signál EMG při volní kontrakci lze zpracovat různými způsoby. V tomto cvičení se originální
signál rektifikuje (to odpovídá absolutní hodnotě čísla, tj. negativní potenciálové hodnoty se transformují
na positivní hodnoty), a posléze integruje (tj. vypočte se sumární EMG aktivita rektifikovaného signálu
v definovaných časových intervalech, a tím se signál očistí od náhlých změn, daných výskytem
jednotlivých hrotů). V této části cvičení lze zkoumat jev koaktivace, při které se v antagonistu objevuje
stejná aktivita jako v agonistovi. Jev koaktivace patrně přispívá k stabilizaci kloubu.
Vyvolaná aktivita svalu následující po podráždění periferního nervu bude také zkoumána (Obr.
7.5). M. abductor pollicis brevis je částí svalů palcového valu na dlaňové straně ruky (thenar).
Obr. 7.5. Některé svaly předloktí a ruky.
Motorický nerv inervující m. abductor pollicis brevis je n. medianus. Nervus medianus lze dobře
stimulovat na zápěstí i lokti. V tomto cvičení použijeme kovové diskové elektrody umístěné na kůži.
Pomocí páru diskových elektrod aplikujeme krátké elektrické impulzy a sledujeme první
elektromyografickou odopověď svalu. Latence odpovědi závisí na rychlosti vedení akčního potenciálu
v periferním nervu, která je přibližně 50 až 60 m/s. Avšak rychlost vedeni vykazuje velkou
interindivduální variabilitu.
Svalové odpovědi se mění při poškození nervu nebo svalu. Měření elektrické aktivity svalu a nervu
pomáhá určit přítomnost poškození svalové tkáně (svalová dystrofie) nebo nervu (amyotrofiní laterální
skleróza – Lou – Gehrigova choroba). Při poranění nervu lze pomocí EMG určit místo i rozsah poškození
nervu.
Aplikaci nervového podnětu vyvolává krátký pocit píchnutí nebo brnění a záškub svalu. Tento
pocit je podobný pocitu při působení výboje statické elektrické energie. V tomto cvičení se používají
velmi krátké pulzy (kratší než milisekunda) o nízké intenzitě, která nemůže poškodit nerv. Elektrody se
pokládají na kůži a tudíž nehrozí ani riziko infekce.
Postup
1.
2.
3.
4.
Odstraňte hodinky a šperky ze zápěstí.
Zapojte pětikonektorový kabel do kabelu BioAmp.
Zapojte kabel BioAmp do předního panelu PowerLabu.
Pevně ovinňte suchým zipem uzemňovací pásek kolem dlaně nebo zápěstí. Roztřepená část pásku
patří na kůži. Na uzemňovací pásek připojte zelený kabel.
5. Pokud je k dispozici alkohol, pečlivě očistěte kůži na místě, kde budou přiloženy elektrody.
Vyznačte dva křížky na kůži nad dvojhlavým svalem paže. Křížky mají být vzdálené 2-5 cm
v podélné ose svalu. Pro očištění kůže můžete použít i abrasivní pastu.
6. Podobným způsobem očistěte kůži i na trojhlavém svalu (viz. Obr. 7.4).
7. Připravte EKG elektrody pro jednorázové použití. Položte elektrody na vyznačená místa.
8. Připojte čtyři svody do BioAmp kabelu (pozitivní a negativní pól, dva kanály).
9. Připojte svody kanálu 1 do BioAmp kabelu na elektrody bicepsu a svody kanálu 2 na elektrody
tricepsu. Polarita zde nerozhoduje.
10. Ujistěte se, že všechny kabely jsou správně připojeny na probandovi i v jednotce PowerLabu.
11. Zapněte PowerLab.
Obr. 7.6. Zapojení elektrod při EMG.
Cvičení 7.1. EMG při volní kontrakci svalu.
V panelu LabTutor jsou 4 kanály. Horní dva kanály zobrazují integrovanou aktivitu EMG, a dolní kanály
znázorňuje originální EMG signály. Integrovaná EMG aktivita poskytuje názornou kvantitativní informaci
o svalové aktivitě.
Postup.
1. Vyšetřovaná osoba relaxovaně sedí s předloktím ohnutým v 90° stupňovém úhlu. Druhou rukou
uchopí zápěstí ohnuté horní končetiny.
2. Přidejte komentář se jménem studenta.
3. Stiskněte „Start“.
4. Přidejte komentář „kontrakce bicepsu“ a proveďte mírnou kontrakci bicepsu tak, že proband
flektuje předloktí proti odporu druhé ruky. Pozorujte EMG signál.
5. Vložte komentář „kontrakce tricepsu“ a proveďte mírnou kontrakci tricepsu tak, že provane tlačí
flektované předloktí proti odporu.
6. Opakujte kroky 3-5 s maximální kontrakcí svalů.
7. Stiskněte „Stop“.
Poznámka: je vhodné použít „Autoscale“ pro lepší viditelnost signálů v celém rozsahu.
8. Opět zaujměte relaxovanou pozici a ohněte předloktí v 90° stupňovém úhlu, dlaň je obrácena
nahoru.
10. Položte na ruku závaží (knížku) a zapište komentář („jedna kniha“).
11. Ponechte knihu na ruce asi na 2-3 vteřiny a sledujte změnu EMG.
12. Odstraňte závaží.
14. Opakujte kroky 9-13 pro 3 a 4 knížky, aby jste mohl sledovat změny EMG při rostoucí zátěži.
Analýza.
1. Prohlédněte si celý záznam a všimněte si změn EMG v bicepsu. Přidání zátěže neovlivnilo EMG
v tricepsu.
2. Vyberte malou část záznamu „biceps“ a nastavte „horizontální kompresi“ na 1:1 automatické
škálování amplitud. EMG sestává z řady částečně se překrývajících hrotů.
3. Všimněte si souvislost mezi originálním EMG a integrovaným EMG. Amplituda integrovaného
EMG znázorňuje celkovou aktivitu EMG a tím poskytuje jednoduchý náhled na elektrickou
aktivitu svalu.
4. Použijte „Waveform cursor“ a „Value panel“ a vložte tak do tabulky hodnoty EMG při různých
zátěžích. Hodnota EMG do jisté míry odpovídá síle svalové kontrakce.
Cvičení 7.2. koaktivace agonisty a antagonisty.
Postup.
1. Proband sedí uvolněně a má ohnuté předloktí v úhlu 90°, prsty směřují nahoru.
2. Druhou rukou uchopí zápěstí ohnuté paže.
3. Aktivuje biceps and triceps střídavým tlakem ve směru flexe a extenze předloktí. Procvičuje tyto
kontrakce tak, aby oba svaly byly aktivovány přibližně stejně.
5. Proband provádí střídavé extenze a flexe předloktí proti odporu po dobu 20-30 sekund.
7. Prohlédněte zaznamenaná data. Signály EMG z obou svalů by měly vypadat jako na obrázku 7.8.
m. biceps brachii
m. triceps brachii
Obr. 7.8. EMG z m. biceps a m. triceps brachii při střídavých kontrakcích.
Analýza.
1. Prohlédněte záznam signálů z obou EMG kanálů.
2. EMG v obou svalech vykazují velké amplitudové změny.
3. Když je aktivován biceps, je také malá aktivace m. triceps brachii a obráceně. Tento fenomén se
označuje jako koaktivace. Ačkoliv je jeho fyziologický význam nejasný, soudí se, že příspívá ke
stabilizaci kloubu.
4. Odměřte a vložte do tabulky hodnoty integrovaného EMG pro biceps a triceps při obou typech
svalové kontrakce (použijete dva panely „Value panel“).
Cvičení 7.3. Vyvolané odpovědi EMG při stimulaci n. medianus.
Postup.
V experimentu se sledují změny EMG ze svalu m. abductor pollicis brevis, které následují stimulaci
mediánového nervu.
Pro tento experiment je potřeba pouze jeden kanál EMG, a proto se odpojí elektrody kanálu 2 a odstraní se
také elektrody z m. triceps brachii.
1. Kuličkovou tužkou vyznačte dva malé křížky na kůži nad m. abductor pollicis brevis podle
obrázku 7.9. Křížky mají být vzdálené 2-3 cm.
2. Očistěte kůži abrasivní pastou a alkoholem pro vylepšení elektrodových impedancí.
3. Použijte jednorázové EKG elektrody, které nalepíte na vyznačená místa. Elektrody můžete ještě
fixovat náplastí. Pozor! Tečka na tyčce elektrody indikuje pozitivní pól. Zajistěte, aby elektroda s
negativním pólem byla blíž k zápěstí. Elektrody by měly ležet v ose paže.
4. Připevněte stimulační elektrodu k výstupu isolačního stimulátoru PowerLabu. Červený (postivní)
konektor patří do červeného výstupu a černý (negativní) konektor do černé zdířky.
5. Aplikujte malé množství elektrodové pasty na dvě stříbrné plošky stimulační elektrody.
6. Položte stimulační elektrodu na kůži nad n. medianus na zápěstí podle obrázku.
7. Zapněte stimulátor. Stimulátor je aktivní pouze během nahrávání signálů.
Obr. 7.9. Umístění stimulačních a EMG elektrod.
8. Posuvnými tlačítky na izolovaném stimulátoru nastavte intenzitu stimulačního proudu na 8
mA. Délka stimulace je automaticky nastavena na 0.05 s.
9. Stiskněte „Start“, když chcete aplikovat mediánovou stimulaci. Měly by jste registrovat změnu
EMG podobnou Obr. 7.10. Přitiskněte stimulační elektrodu, abyste se ubezpečili, že se během
experimentu nepohnula. Umístění stimulační elektrody adaptujte tak, aby jste dosáhli největší
odpovědi. Pokud nemůžete v EMG odpovědi vyvolat, lze stimulační proud zvýšit na 10 až 12 mA.
Pokud ani tak nevidíte odpověď, můžete zkusit stimulovat ulnární nerv (díky inter-individuální
variabilitě je u některých lidí m. abductor pollicis brevis inervován ulnárním nervem).
Obr. 7.10. Typická vyvolaná odpověď EMG po stimulac in. medianus.
10. Pokud je elektroda optimálně umístěna, zvyšte amplitudu ve 2 mA stupních. Registrujte vyvolané
odpovědi až po hodnotu 20 mA nebo po hodnotu, při které se již amplituda vyvolané EMG odpovědi
nemění.
12. Odstraňte stimulační elektrodu a poznačte tužkou místo na kůži, kde naléhala distálněji umístěná
stimulační elektroda.
Cvičení 7.4 : Měření rychlosti vedení nervového vzruchu v periferním nervu.
V tomto cvičení se registruje vyvolaná aktivita EMG z m. abductor pollicis brevis při stimulaci
mediánového nervu na předloktí. Naměřené latence se porovnají s latencemi při stimulaci mediánového
nervu na zápěstí a tyto hodnoty se použijí na výpočet rychlosti vedení vzruchu v mediánovém nervu.
Příprava měření.
1. Umístěte stimulační elektrodu na mediální stranu na ventrální straně předloktí (Obr. 7.11.).
Elektrodu je potřeba připevnit silněji, protože medianus je zde umístěn hlouběji. Orientace
elektrod je stejná jako při stimulaci na zápěstí, katoda je umístěna distálně.
2. Zapněte stimulátor.
Postup.
1. Nastavte stimulační intenzitu na 8 mA.
3. Stiskněte „Start“ když chcete stimulovat. Opakujte několikrát a optimalizujte uložení stimulační
elektrody.
4. Pokud nelze vyvolat odpověď v EMG, zvyšte intenzitu stimulačního proudu.
5. Po nalezení optimálního umístění elektrody, zvyšte intenzitu stimulace na 15-20 mA.
7. Opakujte stimulaci několikrát.
8. Vypněte stimulátor.
9. Odstraňte stimulační elektrodu a poznačte polohu distálnější elektrody. Pak odstraňte všechny
elektrody.
Analýza.
1. Změřte vzdálenosti mezi značkami, udávajícími polohu elektrod na zápěstí a na předloktí. To
odpovídá vzdálenosti mezi stimulačními body.
2. Změřte latenci vyvolané EMG odpovědi podobně, jak jste to provedli při stimulaci mediánového
nervu na zápěstí.
3. Zaneste hodnoty latence do tabulky.
4. Hodnota rychlosti vedení se vypočte automaticky podle rovnice:
Rychlost vedení = Vzdálenost/Rozdíl latencí (m/s).
VIII. Elektrookulografie.
Cílem cvičení je obeznámit se s podstatou a snímáním elektrookulogramu (EOG), naučit se rozeznávat
základní artefakty a hlavní typy očních pohybů, a snímat EOG při pomalém sledování objektu.
Fyziologická podstata elekrookulografie.
Obr. 8.1. Profesor Elwin Marg, publikoval v roce 1951 stěžejní práci o elekrookulografii.
Postavení obou očí u člověka poskytuje překrývající zraková pole, které vede
k prostorovému vjemu. Postavení očního bulbu je řízeno šesti externími
okohybnými svaly (Obr. 8.2.) Tyto svaly umožňují sledovat pohyblivý objekt
nebo jej fixovat při pohybech hlavy.
Obr. 8.2. Okohybné svaly.
Aby byl zrakový vjem ostrý, musí světlo dopadat na centrální foveu. Fovea centralis je místo na sítnici
oka, v kterém je největší počet světlocitlivých receptorů a proto i nejvyšší zraková ostrost (Obr 8.3).
Obr. 8.3. Struktura oka.
Oblast fovea zahrnuje asi 2 stupně zrakového úhlu kolem fixačního bodu (1 stupeň se rovná 3 až 4
písmenům na vytištěné stránce textu). Při fixaci se obraz promítá také na sousední parafoveální místa
sítnice a na periferní oblasti retiny. Parafoveální oblast představuje asi 15 až 20 písmen, a periferní oblast
odpovídá zbytku sítnice. Neurony zrakové kůry odpovídají relativně pomalu na změny obrazu na sítnici.
Když se tedy mění obraz na sítnici rychle, korové neurony nejsou schopny zpracovat zrakovou informaci
zcela přesně. Z těchto důvodů jsou k dispozici mechanizmy, které umožňují co nejvíc zpřesnit zrakový
vjem. Jsou to především mechanizmy pro skokovou změnu zaměření pohledu a pro udržení pohledu.
Skoková změna zaměření pohledu.
Abychom mohli vnímat jasně i pohyblivé objekty, oko musí sledovat objekt tak, aby sítnice
dostávala souvislý proud světla z objektu. Oko přitom vykonává dva typy pohybů. Pokud se objekt
pohybuje pomalu ve srovnání s pohybem hlavy, oči sledují objekt bez přerušení. Jedná se o pomalé
sledovací pohyby, které mají úhlovou rychlost maximálně 30-40 stupňů za sekundu. Pokud se objekt
pohybuje rychle, objevují se trhané sakadické pohyby (s trváním asi 20 ms). Zpravidla je interval
pomalých sledovacích pohybů přerušen náhlým sakadickým pohybem, který obnoví postavení objektu
vůči fovea centralis. Rychlost sakád dosahuje až 900 stupňů za sekundu.
Fixace pohledu.
Při pohybech hlavy lze rovněž vnímat objekt souvisle. Na fixaci zrakového objektu při pohybech
hlavy se podílí dva reflexy. Optokinetické reflexy zajišťují protisměrné pohyby oka, které směřují proti
pohybu hlavy. Tento mechanizmus je relativně pomalý, a uplatňuje se například při pohledu z okna
jedoucího auta. Jiným mechanizmem jsou vestibulo-okulární reflexy
, na kterých se účastní
vestibulární aparát. Ten určuje změny v poloze hlavy a adekvátně adaptuje postavení očních bulbů.
Příkladem je čtení knížky v jedoucím autě.
Jak vestibulární, tak optokinetická stimulace, pokud trvají déle a působí jedním směrem, mohou
vyvolat sakády, protože
hladké a pomalé pohyby očí
jsou přerušovány
kompenzačním vyrovnáním
zaměření pohledu. Taková
pilovitá odpověď v postavení
očí se označuje jako
nystagmus.
Oční pohyby lze
registrovat elektrodami
umístěnými na kůži
v blízkosti očí. Záznam
elektrické aktivity dané
pohybem očního bulbu je
elektromyogram. Podstatou
potenciálové změny je
napěťový rozdíl mezi
rohovkou a sítnicí (Obr. 8.4.).
Podle pohybů očí se mění
také vektor elektrického pole
vůči snímacím elektrodám.
Obr. 8.4. Potenciálové rozdíly v oku.
EOG vykazuje větší výchylky ve světle než ve tmě z důvodu rozdílného potenciálu vznikajícím v barvivu
sítnicového epitelu. Výchylky EOG tedy závisí na 1) úhlu, v kterém se mění postavení očního bulbu, a 2)
na intenzitě okolního osvětlení a adaptaci na světlo. V praxi je úroveň okolního osvětlení konstantní a
proto změny EOG potenciálů odrážejí změny v poloze očního bulbu. EOG může být registrován i během
spánku pomáhá identifikovat období REM (rapid eye movements) spánku. EOG se využívá také
v neurologii. V oftalmologii se využívá EOG při měření funkce pigmentu epitelu sítnice. Využívá se
přitom měření EOG odpovědí při různé intenzitě světla (postavení očních bulbů je konstantní). EOG se
také využívá spolu s EMG a EEG při konstrukci elektronických pomůcek, které umožňují manipulovat
externími zařízeními, např. kursorem na počítačovém monitoru nebo invalidním vozíčkem.
1.
2.
3.
4.
Podle obrázku 8.5. vyznačte tužkou dva body pro umístění EOG elektrod.
Očistěte kůži abrasivní pastou a alkoholem.
Přilepte na tři vyznačené body kůži jednorázové přilepovaní EKG elektrody.
Připojte kabely na kovové výčnělky na elektrodách. Elektroda uprostřed čela je zemnící elektroda,
a má být spojena se zeleným kabelem.
5. Spojte tři stíněné kabely se zdířkou na EOG Pod členu. Zemnící elektroda patří do prostřední
zdířky.
6. Zapojte člen EOG Pod do Pod portu na vstupu 1 na PowerLabu.
Kalibrace (nutno provést před každým měřením).
1.
2.
3.
4.
Stiskněte „Start“.
Proband zaměří pohled na bod před sebou.
Pomocí otočného knoflíku na členu EOG Pod nastavte nulovou hodnotu.
Stiskněte „Stop“.
Obr. 8.5. Umístění elektrod při elektrookulografickém měření.
Cvičení 8.1. Rozpoznání elektrookulografických artefaktů.
EOG je registrována z povrchu kůže a proto je nutné rozpoznat případné artefakty. Pohyby víčka jsou
nevyhnutné a je potřeba je identifikovat. K identifikaci artefaktů lze k tomu využít také EMG
z obličejových svalů.
Postup.
1. Napište komentář „víčko“, ale nepřidejte jej.
2. Stiskněte „Start“
3. Proband několik krát zavře a otevře oči.
5. Napište komentář „EMG“.
7. Proband stiskne čelisti na dobu několika sekund.
8. Stikněte „Add“ pro přidání komentáře.
Analýza.
Prohlédněte si pozorně EOG záznam s artefakty.
Cvičení 8.2. Změny EOG při úhlovém vychýlení zaměření objektu.
Postup.
1. Umístěte židli tak, aby proband vsedě na židli, měl hlavu vzdálenou od zdi přesně 1 m.
2. Na zdi vyznačte orientační body pomocí křídy nebo náplasti (Obr. 8.6.). Tyto body představují
výchylky to +/-15°, +/-30° and +/-45° při vzdálenosti 1 m.
3. Proband fixuje centrální bod, tomu odpovídá úhel 0°. Od této chvíle by proband neměl pohnout
hlavou.
4. Napište komentář „kalibrace úhlů“.
6. Vložte komentář.
7. Požádejte probanda, aby pohnul očima (nikoliv hlavou) a zaměřil nejvzdálenější bod vlevo na
dobu 2-3 s. Konvence je taková, že úhly v levém zorném poli mají negativní znaménko.
8. Vložte komentář „-45°“.
9. Opakujte toto měření pro další úhly, nezapomeňte vložit správný komentář.
Obr. 8.6. Umístění úhlových značek pro vzdálenost hlavy od zdi 1 m.
Analýza.
1. Umístěte „Waveform kursor“ na část záznamu, odpovídajícího značce -45 ° .
2. Vložte amplitudu EOG signálu do „Value panel“.
3. Přesuňte hodnoru z „Value panel“ do amplitudového sloupce tabulky.
4. Opakujte pro všechny ostatní úhly.
Cvičení 8.3. Sakadické pohyby očí.
Rychlé sakadické pohyby očí lze dobře demonstrovat na čtení textu.
Postup.
1. Napište komentář „rychlé sledování“.
2. Stiskněte „Start“ a klikněte na „Add“ pro přidání komentáře.
3. Proband má sedět v klidu a připraví se na čtení textu na monitoru, který má před sebou. Text má
být postaven tak, aby proband nebyl při čtení rušen samotnou registrací.
4. Zavřete text na monitoru počítače.
5. Stiskněte „Stop“. Nahraná data by měla být podobná těm na Obr. 8.7.
Obr. 8.7. Sakadické pohyby očí při čtení.
Analýza.
1. Použijte posuvník „Horizontal compression“ a nastavte kompresi 2:1.
2. Vložte „Marker“ na počátek sakády. Každý stupínek v signálu odpovídá jedné sakádě.
3. Vložte „Waveform cursor“ na konec sakády.
4. Klikněte pro přesunutí trvání sakády do panelu „Value panel“ a přesuňte hodnotu do tabulky.
5. Vyberte další 4 sakády a opakujte kroky 1-3 pro změření průměrného trvání sakád.
Cvičení 8.4. Pomalé sledovací pohyby.
Postup.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Proband hledí před sebe, a další student drží tužku ve vzdálenosti 50 cm před jeho/jejíma očima.
Proband fixuje tužku aniž pohne hlavou.
Napište komentář „pomalé sledování“.
Vložte komentář.
Pomalu pohybujte tužkou zleva doprava v rozsahu, který proband může sledovat bez pohybu
hlavy.
Analýza.
1. Prohlédněte si záznam.
2. Zkontrolujte výskyt sakád.
Cvičení 8.5. : Fixování objektu při pohybech hlavy.
Postup 1.
1. Napřimte paži a pohybujte jí ze strany na stranu v zrychlujícím se rytmu.
2. Držte paži napřímenou a pohybujte hlavou ze strany na stranu ve zvyšujícím se rytmu.
Otázka: byl obraz jasnější, když jste pohyboval paží nebo rukou.
Postup 2.
1. Čtěte delší tex při současném pohybování hlavou ze strany na stranu a změřte čas na přečtení
celého textu.
2. Zopakujte čtení tak, že proband hlavou nepohybuje, avšak jiný student pohybuje textem ze strany
na stranu. Změřte čas pro přečtení textu.
Zhodnoťte čtení při podmínce čtení s pohybem hlavy a při podmínce pohybu textu.
IX. Motorické funkce.
Úvod.
Cílem cvičení je obeznámit se prakticky s činností svalu. Provedeme experimenty s elektrickou stimulací
nervů předloktí a ukážeme si jevy náboru, sumace a tetanické kontrakce. Také prozkoumáme některé
aspekty svalové únavy.
Guillaume DuChenne (de Boulogne) (1806-1875) byl průkopníkem elektrické stimulace svalů.
Obr. 9.1. Původní zařízení DuChenna a obrázek DuChenna, vyvolávajícího mimický výraz úsměvu.
Specifické cíle cvičení
•
•
•
•
•
Demonstrovat účinek stimulace nervů předloktí na svalové kontrakce.
Registrovat a měřit svalový záškub při stimulaci nervu a ukázat jev náboru motorických jednotek
při zvýšené intenzitě stimulace.
Prozkoumat účinek intervalu mezi podněty na svalové kontrakce a vyvolat krátkou tetanickou
kontrakci.
Kalibrovat dynamometr s ohledem na maximální sílu kontrakce.
Měřit postupný pokles maximální síly kontrakce při trvalé kontrakci a prozkoumat některé aspekty
svalové únavy.
Pozor. Některé experimenty zahrnují podání krátkých elektrických impulzů na kůži. Osoby
s pacemakerem nebo s neurologickým onemocněním by neměly participovat jako pokusné osoby. Pokud
by proband udával nepříjemné pocity či nevolnost, je potřeba okamžitě přerušit měření a informovat
instruktora.
1.
2.
3.
4.
Ujistěte se, že je PowerLab zapojen a zapnut.
Připojte snímač arteriálního pulsu na BNC konektor vstupu 1 na PowerLabu.
Položte prstová snímač arteriálního pulzu na lavici membránou nahoru a připevněte jej náplastí.
Připojte stimulační elektrodu na isolovaný stimulátor PowerLabu. Dbejte na správné zapojení
červeného a černého konektoru.
5. Naneste malé množství elektrodové pasty na plochy stimulačních elektrod.
Cvičení 9.1. Vliv elektrické stimulace nervu na svalové kontrakce.
1. Přesvědčte se, že je stimulátor vypnutý.
2. Položte stimulační elektrodu na zápěstí, na místo průběhu ulnárního nervu. Stimulační
elektroda by měla směřovat v podélné ose paže a červený puntík by měl být blíž k lokti.
3. Nastavte stimulátor na 10 mA.
5. Zapněte stimulátor. Indikační světlo stimulátoru má svítit zeleně, což udává, že zvolený proud
skutečně teče stimulační elektrodou. Pokud svítí žluté světélko, znamená to, že elektrodou neteče
zvolený proud.
6. Pozorujte záškuby palce a ostatních prstů. Prozkoumejte vliv umístění stimulační elektrody
použijte místo, které dává největší záškuby. Pokud se neukazují žádné záškuby, zvolte vyšší
intenzitu stimulace.
7. Prozkoumejte motorické a senzorické odpovědi při změnách polohy stimulační elektrody na
zápěstí. Při každém přemístění stimulační elektrody otřete zbytky elektrodové pasty, abyste
předešli zkratu. Pokud se změní barva indikátorového světélka ze zelené na žlutou, máte přidat
pastu na stimulační kontakty.
8. Pokuste se stimulovat ulnární nerv na lokti. Nerv probíhá za kostním výběžkem (epicondylus
medialis humeri). Tady je nerv vystaven mechanickému podráždění („brňavka“). Stimulace zde
vyvolává velkou motorickou odpověď.
9. Stiskněte „Stop“ a vypněte stimulátor.
Obr. 9.2. Umístění stimulační elektordy při stimulaci ulnárního nervu.
Cvičení 9.2. Jev náboru při elektrické stimulaci svalu.
Procedura.
1. Proband položí ruku na stůl (viz. Obr. 9.3.), prsty jsou pod okrajem stolu a palec je lehce položen
na snímači arteriálních pulsací.
2. Odstraňte elektrodovou pastu ze zápěstí pokusné osoby.
3. Naneste malé množství elektrodové vodivé pasty na kontakty stimulační elektrody.
4. Stimulační elektrodu přidržuje sám proband na zápěstí na místě průběhu ulnárního nervu.
5. Stimulační proud má být 1 mA.
8. LabTutor aplikuje elektrický impulz o trvání 0.5 s.
9. Zvyšte stimulační proud na 2 mA.
11. Opakujte pro další vyšší intenzity v kroku 1 mA. Prahový podnět, který vyvolá záškub palce, se
objeví v rozsahu stimulačních proudů 3-8 mA.
12. Při prvním záškubu palce přidejte komentář se jménem studenta a hodnotou stimulačního proudu.
Obr. 9.3. Umístění ruky v experimentu s náborem motorické odpovědi.
Nábor.
1. Snižte stimulační proud na 1 mA.
3. Zvyšte amplitudu stimulačního proudu vždy o 0.5 mA a stiskněte pokaždé „Start“ a zapište
v komentáři hodnotu stimulačního proudu.
4. Pokračujte až do intenzity, při které se jíž amplituda odpovědi nemění. U většiny osob je hodnota
této maximální stimulační intenzity 6-15 mA.
Analýza.
1. Najděte počátek záznamu z experimentu s náborem. Zapište do prvního sloupce tabulky hodnoty
stimulačního proudu.
2. Umístěte kursor na křivku a klikněte a pak přesuňte amplitudu motorické odpovědi do „Value
panel“.
3. Pak přesuňte hodnoty do příslušného sloupce tabulky.
4. Zobrazí se graf závislosti mezi stimulačním proudem a velikostí motorické odpovědi palce.
Všimněte si hodnoty stimulace, při které již nedochází ke zvýšení motorické odpovědi. Tato
hodnota se označuje jako maximální podnět.
Cvičení 9.3. Vliv intervalu mezi podněty na motorické odpovědi.
Postup.
2. Nastavte hodnotu stimulace o 5 mA větší než hodnota maximálního podnětu, kterou jste stanovili
v předchozím cvičení.
3. Stimulační interval má být nastaven na 1000 ms.
5. LabTutor automaticky udělí podnět a zastaví záznam po dalších 3 sekundách.
6. Po zastavení záznamu vložte komentář „1000 ms“ v novém úseku dat.
7. Na panelu stimulátoru nastavte interval na 500 ms.
9. Opakujte pro intervaly 200,150, 100 a 50 ms, nezapomeňte vložit správný komentář.
Analýza.
1. Vložte „Marker“ na základní úroveň signálu a „Waveform kursor“ na vrchol mechanogramu a tím
odměříte amplitudu první odpovědi.
2. Klikněte na vrchol a zapište amplitudu první odpovědi do „Value panel“.
3. Přesuňte tuto hodnotu do příslušného pole tabulky.
4. Opakujte kroky 1-3 pro každý interval mezi podněty.
Cvičení 9.4. Tetanická kontrakce při vysoké frekvenci stimulačních impulzů.
Postup
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Přesvědčte se, že ruka pokusné osoby spočívá na stimulační elektrodě a zapněte stimulátor.
Nastavte interval mezi podněty na 50 ms a počet impulzů na 1.
Stiskněte „Start“. LabTutor aplikuje podnět a zastaví nahrávání po 3 s.
Změňte počet podnětů na 2 a opakujte stimulaci.
Změňte počet podnětů na 3 a opakujte stimulaci.
Pokud pokusná osoba nevnímala stimulaci jako nepříjemnou, zvyšte počet podnětů na 4 až 5.
Vypněte stimulátor a odstraňte stimulační elektrodu a odpojte snímač arteriálního pulsu od
PowerLabu.
Analýza.
1. Umístěte „Marker“ na základní čáru signálu a „Waveform kursor“ na vrchol a odměřte
vrcholovou amplitudu.
2. Klikněte na vrchol odpovědi a zaneste hodnotu do „Value panel“
3. Přesuňte hodnotu amplitudy do příslušného pole tabulky.
4. Opakujte kroky 1-3 pro každou odpověď.
Cvičení 9.5. Pokles maximální síly svalové kontrakce při svalové únavě.
Cvičení 5 a 6 má být provedeno na stejném studentovi –pokusné osobě.
Příprava.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Připojte měřič síly stisku do Pod Input 1.
Pokusná osoba má mírně zmáčknout dynamometr podle Obr. 9.5.
Proband má stisknout dynamometr s největší sílou po dobu 1-2 sekundy a pak stisk uvolnit.
Najděte na záznamu úsek s nulovou sílou svalové kontrakce a klikněte na „Point 1“ na panelu
„Calibration“. Tak nastavíte 0% síly.
7. Vyhledejte v záznamu úsek s maximální sílou kontrakce a klikněte na „Point 2“ kalibračního
panelu. To představuje 100% sílu svalové kontrakce.
8. Stikněte „Apply“.
9. Klikněte „Autoscale“.
Cvičení 9.6. Pokles svalové síly při trvalé kontrakci.
Postup
1. Proband má mít možnost náhledu na monitor PowerLabu.
3. Požádejte probanda, aby vyvinul 25% maxima síly kontrakce podle probíhajícího záznamu síly
stisku.
4. Po 20 sekundách proband kontrakci ukončí.
6. Čekejte po dobu 30 sekund, aby se sval zotavil.
7. Opakujte kroky 2-6 pro 50%, 75% and 100% maximální síly kontrakce.
8. Umožněte probandovi 2 minuty relaxace.
9. Pootočte monitor nebo probanda tak, aby neměl možnost náhledu na snímané hodnoty.
11. Požádejte probanda, aby vyvinul maximální kontrakci.
12. Po 8-10 sekundách, nebo když síla kontrakce zřetelně poklesla, požádejte probanda, aby zesílil
motorické úsilí.
13. Po dalších 8-10 sekundách opět probanda povzbuďte.
14. Po dalších několika sekundách požádejte probanda, aby se uvolnil.
17. Požádejte probanda, aby vyvinul maximální kontrakci a požádejte ho, aby každých 8-10 sekund
uvolnil kontrakci asi na půl sekundy a pak obnovil maximální kontrakci.
18. Po 30 až 40 sekundách stikněte „Stop“.
19. Umožněte probandovi, aby použil druhou ruku pro stisk dynamometru, pokud se doposud
používaná ruka vyčerpala. Obraťte monitor/probanda tak, aby měl náhled na monitor.
21. Požádejte probanda, aby vyvinul kontrakci na úrovni 50% maximální síly.
22. Po 10 sekundách stiskněte „Enter“ a přidejte komentář (uplynuvší čas)
23. Dobrovolník zavře oči a má udržet stejnou kontrakci po dobu dalších 30 sekund.
24. Po uplynutí 30 sekund otevře proband oči a opět upraví sílu kontrakce na 50% maximální síly.
25. Stiskntěte „Stop“.
26. Prohlédněte si záznam.
X. Reflexy a reakční doba
Živé organismy musí registrovat změny ve svém okolí a adekvátně reagovat. Reflexní přizpůsobení
zahrnuje receptory, které registrují změnu, sensorické neurony, které posílají informaci do centrálního
nervstva a motorické neurony, které posílají informaci efektorům (např. kosternímu svalu). Pokud je
vytvořena motorická odpověď, v motoneuronech probíhá řada akčních potenciálů, které způsobí pohyb
jedné nebo více částí těla. Reflexy jsou příkladem tohoto jednoduchého typu reakce podnět-odpověď.
Například objekt letící k oku vyvolá pohyb víčka, a lehký poklep na úpon m. quadriceps femoris vyvolá
extenzi bérce – napínací (myotatický) reflex.
Obr. 10.1. Průřez míchou a neuronový obvod myotatického reflexu.
Jednoduchý myotatický reflex se zakládá na jediné synapsi, která spojuje senzorický a motorický neuron
(Obr. 10.1.). Nicméně, informace o natažení svalu je také převáděna do mozku. Poklep na ligamentum
patelly (čéšky) napne m.
quadriceps femoris. To stimuluje
sensorické receptory ve svalu
(svalové vřeténko) a vyvolá impuls
v senzorickém axonu, kterého tělo
leží v senzitivním spinálním
gangliu v lumbálních segmentech
míchy. Senzorický neuron převádí
synapticky akční potenciál na
motorický neuron, který inervuje
m. quadriceps femoris a způsobí
kontrakci tohoto svalu (Obr. 10.2.).
V každodenním životě napomáhá
tento reflex udržovat vypřímený
postoj. Sensorická informace
směřuje i do mozkových struktur,
avšak napínací reflex nevyžaduje
účast mozku.
Obr. 10.2. Schéma myotatického reflexu.
Složitější reflexy zahrnují další buňky, interneurony a větší počet motorických neuronů. To vede
k delšímu zpoždění mezi podnětem a komplexní odpovědí. Příkladem takového komplexnějšího reflexu je
pupilární reflex, který se zakládá na čtyřech neuronech, spojujících sítnici se středním mozkem a střední
mozek s ciliárním svalem. Když je světlo nasměrováno do oka, svaly zornice kontrahují a a tím zmenší
průměr zornice. Zornicové svaly druhého oka kontrahují také – souhlasný světelný reflex (Obr. 10.3).
Zúžení zornice je mióza, rozšíření zornice je mydriáza.
Obr. 10.3. Přímý a souhlasný zornicový reflex
Třetím reflexem, který budeme
v praktických cvičeních vyšetřovat, je
obranný reflex, který umožní odtáhnout
končetinu od bolestivého podnětu,
jakým je např. píchnutí jehlou nebo
horko plamene. Flexorový obranný
reflex (Obr. 10.4.) se obtížně vyšetřuje
z důvodu nutnosti použít bolestivý
podnět. Avšak méně známý reflex, který
zahrnuje drobný sval ruky (m. palmaris
brevis) vykazuje podobné vlastnosti jako
obranný reflex, a lze jej dobře vyvolat. U
obranného reflexu dostávají míšní
obvody vstupy z několika zdrojů,
zejména z kožních receptorů, jiných
míšních neuronů a z motoneuronů.
Obr. 10.4. Obranný flexorový reflex.
I při velké rychlosti, s kterou jsme schopni odtáhnout končetinu od bolestivých podnětů, má flexorový
reflex několik synapsí. Výsledkem těchto složitějších spojů je obranná odpověď, která zahrnuje aktivaci
flexorů a reciproční inhibici extensorů. Reakce stimulované končetiny je doprovázená opačnou reakcí
opačné končetiny. Tento zkřížený flexorový reflex slouží k posturální podpoře při odtahování končetiny
od bolestivého podnětu.
Reakční doba.
Volní reakce na podnět jsou mnohem složitější než reflexy a vyžadují účast vyšších mozkových funkcí.
V praktickém cvičení budeme studovat jednoduchou reakční dobu, při které je předkládán pouze jeden
podnět a vyžaduje se jedna motorická odpověď.
Při volních reakcích, jako je úder tenisovou pálkou do míčku, je signál z oka posílán do motorických
center mozku, které pošlou pokyn svalům, a následuje úhoz raketou. I když přenos signálu v každém
neuronu zabírá jistý čas, nejdelší čas je spotřebován na úrovni synapsí, spojujícími neurony.
I když reakční doba kolísá, průměrné hodnoty reakční doby u osob ve věku vysokoškolského studia jsou
190 ms pro světlo a 150 ms pro zvuk. Reakční doba pro dotek je 155 ms. Zvukový podnět dorazí do
mozku za 8-10 ms, zatímco zrakový podnět asi za 20-40 ms.
Mnoho faktorů ovlivňuje reakční dobu člověka. Následující tabulka udává některé faktory, které se rovněž
mohou testovat v praktickém cvičení.
Účinek Popis
Faktor
Věk
±
Reakční doba se zkracuje u mužů i žen od dětství do 20 roku života, pak
pomalu roste do věku 50-60 let a pak se prodlužuje rychle ve věku 70 let a
více.
Aktivace
±
Reakční doba je nejkratší při střední úrovni aktivace a prodlužuje se, když
je člověk příliš relaxovaný nebo příliš napjatý.
Distrakce
+
Distrakce (rušení) prodlužuje reakční dobu, zejména u mladších osob.
Pohlaví
±
Muži mají kratší reakční doby než ženy.
Trénink
-
Trénink zkracuje reakční dobu.
Chyby
+
Při chybě ve výkonu (např. reakce před příchodem podnětu) se následná
odpověď prodlouží, patrně z důvodu větší opatrnosti.
Únava
+
Reakční doba se prodlužuje s únavou, zejména při složitějších úlohách.
Duševní únava, a zejména ospalost mají největší vliv na prodlužování
reakční doby.
Trest
-
Elektrický podnět po dlouhé reakční době zkracuje reakční dobu.
Léky
±
Stimulancia zkracují reakční dobu, pokud příliš nezvýší celkovou aktivaci.
Tlumivé léky prodlužují reakční dobu.
Varování
-
Obecně jsou reakční doby kratší, pokud je osoba ví, že podnět brzy přijde.
Příprava.
1. Připevněte BNC konektor šlachového stimulátoru k Input 1 na PowerLabu.
2. Připojte 8-kolíkový DIN konektor z goniometru (senzor úhlové změny) na PodPort na Input 2
PowerLabu.
3. Připevněte goniometr na dolní končetinu probanda tak, aby kolenní kloub byl uprostřed. Upevněte
goniometr suchým zipem.
Obr. 10.5. Umístění goniometru.
Cvičení 10.1. Patelární reflex.
Postup.
Pokud není k dispozici goniometr, použijte pro vybavení reflexu alternativní instrukci. Pokud je goniometr
připevněn. LabTutor automaticky spustí registraci při poklepu kladívkem.
1. Požádejte dobrovolníka, aby si sedl na židli a překřížil nohy tak, aby koleno s goniometrem byla
nahoru a aby se mohla tato končetina volně pohybovat dopředu a dozadu.
2. Pomocí šlachového kladívka poklepejte na šlachu pod kolenem a tím vyvoláte pohyb bérce. Opakujte
několikrát, abyste tuto odpověď dobře nacvičili.
3. Stiskněte „Start“. Pomocí šlachového kladívka poklepejte na šlachu pod kolenem.
4. Opakujte tuto proceduru 4 krát, budete mít tedy celkem 5 záznamů.
5. Požádejte probanda, aby provedl Jendrassikův manévr. Tento manévr spočívá ve vzájemném uchopení
distálních článků prstů obou rukou při silném odtahování rukou před hrudníkem.
6. Když proband provádí Jendrassikův manévr, opět poklepejte na kolenní šlachu. Přidejte komentář
„Jendrassik“ ke každé z pěti vyvolaných odpovědí.
Analýza.
1. Budete analyzovat a porovnávat latence a změny úhlu za standardních podmínek a během
Jendrassikova manévru.
2. Všimněte si, že podnět je ukázán v čase nula v každém úseku dat.
3. Nalistujte první úsek, provedený za standardních podmínek.
4. Změřte čas mezi podnětem a počátkem svalové kontrakce (latence) tak, že pohybujete „Waveform
kursor“ k bodu, v kterém se začal měnit úhel.
5. Klikněte a tím přesunete čas do „Value panel“.
6. Přesuňte hodnotu z „Value panel“ do sloupce „Latence“ v tabulce.
7. Změřte amplitudu patelárního reflexu tak, že položíte „Marker“ na základní čáru v kanálu „Angle“
a „Waveform cursor“ na vrchol křivky.
8. Klikněte a umístěte ∆Angle do „Angle Value panel“.
9. Přesuňte hodnotu z „Value panel“ do příslušného „Angle“ sloupce tabulky.
10. Musíte vrátit „Marker“ do výchozího místa dřív, než se přesunete k dalšímu bloku.
11. Opakujte tuto proceduru pro všechny bloky.
Cvičení 10.2. Pupilární reflex.
1.
2.
3.
4.
Zastiňte oči probanda na 15 s.
Posviťte do jednoho oka a pozorujte odpověď. Jaká byla reakce oka na světlo?
Zopakujte s tím, že pozorujete reakci nestimulovaného oka.
Požádejte probanda, aby se díval do dálky a pak na blízký předmět (asi 10 cm od oka). Jak se mění
průměr zornice při zaměření na blízký předmět?
Cvičení 10.3. Vybavení reflexu m. palmaris brevis.
1. Mírně ohněte dlaň. Všimněte si kožní záhyb podél ulnárního okraje. Tento záhyb je dán svalem m.
palmaris brevis. U některých osob je kožní záhyb méně zřetelný a u těchto osob lze reflex vybavit
hůře.
2. Nehtem palce druhé ruky silně tlačte na hráškovou kost (Obr. 10.6.) a tím vyvoláte reflexní
kontrakci m. palmaris brevis.
3. Pokuste se najít i jiné kostní hrbolky, na kterých by se reflex vyvolal.
4. Zkuste kontrahovat m. palmaris brevis bez pohybu malíku. Většina lidí toto dokáže obtížně nebo
vůbec. Po dlouhém cvičení se tomuto lze naučit.
Obr. 10.6. Palmární pohled na levou ruku s vyznačeným m. palmaris brevis, který podmiňuje kožní záhyb,
a s vyznačenou hráškovou kostí.
Příprava experimentu s reakční dobou při zrakové stimulaci.
1.
2.
3.
4.
Odpojte goniometr z kladívko od PowerLabu.
Připojte tlačítkový klíč k BNC konektoru a k vstupu Input 1.
Připojte snímače arteriálního pulsu k BNC konektoru pro Input 2.
Membránu snímače arteriálního pulsu překryjte páskem Velcro. To ochrání membránu snímače
před promáčknutím.
5. Položte snímač arteriálních pulsací na podložku tak, že membrána směřuje nahoru. Snímač
připevněte k podložce náplastí.
Obr. 10.7. Zapojení součástek pro experiment s reakční dobou.
Cvičení 10.4. Reakční doba.
Postup.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Úlohou probanda je zmáčknout co nejrychleji tlačítko po zaregistrování taktilního podnětu.
Proband položí ruku nad snímač arteriálních pulsací, ale nedotýká se snímače.
Stiskněte „Start“. Systém registruje 0.75 s po tomto pokynu.
Po 1-4 sekundy opakujte stimulaci tak, aby proband neviděl vyslání podnětu.
Opakujte kroky 3-4 celkem 10 krát, intervaly mezi podněty mají být 1-4 sekundy.
Snímání se zastaví automaticky po 10 podnětech.
Analýza.
1. Umístěte „Waveform kursor“ na začátek odpovědi. (Reakční doba je interval od příchodu
podnětu k počátku odpovědi.
2. Klikněte a tím přenesete hodnotu reakční dobu do „Value panel“.
3. Přesuňte hodnotu z „Value panel“ do sloupce „Random“ tabulky.
4. Opakujte měření pro všech 10 podnětů.
5. Vymažte nejdelší a nejkratší hodnotu v tabulce, program pak vypočte průměrnou reakční dobu
z osmi měření.
Cvičení 10.5. Reakční doba na vizuální podnět po slovním návěští.
Postup.
1. Stiskněte „Start“. Systém začne registrovat, když dostane slabý podnět z tlakového snímače.
2. Po 1-4 s připravte probanda (slovem „připravit“) těsně před tím, než ťuknete na tlakový snímač.
3. Opakujte kroky 1-2 desetkrát, podněty jsou předcházený varovným návěštím, ale interval mezi
podněty je nepravidelný v rozsahu 1-4 s.
4. Snímání se zastaví automaticky po deseti podnětech.
Analýza.
1.
2.
3.
4.
5.
Přeneste „Waveform kursor“ na počátek odpovědi.
Klikněte a tím přesunete hodnotu reakční doby do „Value panel“.
Přesuňte číslo z „Value panel“ do panelu „With Warning“ v tabulce.
Opakujte měření pro všech 10 měření.
Vymažte nejdelší a nejkratší hodnotu, program automaticky vypočte průměrnou reakční dobu
z osmi hodnot.
Cvičení 10.6. Reakční doba při pravidelných podnětech.
Postup.
1.
2.
3.
4.
Stiskněte „Start“. Systém začne registrovat data po obdržení signálu z tlakového snímače.
Aplikujte tlakové podněty pravidelně každé 2 sekundy.
Opakujte kroky 1 a 2 celkem 10 krát.
Záznam se ukončí automaticky po 10 podnětech.
Analýza.
1. Přeneste „Waveform kursor“ na počátek odpovědi.
2. Klikněte a tím přenesete hodnotu reakční doby do „Value panel“.
3. Přeneste hodnotu reakční doby z „Value panel“ do sloupce „Regular“ v tabulce. Odměřte stejným
způsobem všech deset odpovědí.
4. Vymažte nejkratší a nejdelší reakční dobu; program automaticky vypočte průměrnou reakční dobu
z osmi měření.
Cvičení 10.7. Reakční doba při distrakci jinou úlohou.
V tomto experimentu bude měřena reakční doba při souvislém řešení aritmetického úkolu, který
slouží jako distraktor (ruší zaměření na motorickou úlohu).
Proces.
1. Stiskněte „Start“. Systém začne snímat data po obdržení podnětu z tlakového snímače.
2. Požádejte probanda, aby odčítal číslo 7 od základu 100 a to co nejrychleji. Proband má říct každý
mezivýsledek.
3. Po zpoždění 1 až 4 sekundy poklepejte na tlakový snímač.
4. Proband má stisknout tlačítko klíče jakmile uvidí dotek tlakového snímače.
5. Opakujte kroky 1-4 celkem 10 krát.
6. Záznam se automaticky zastaví po 10 podnětech.
Analýza.
z osmi měření.
Cvičení 10.8. Reakční doba na akustický podnět.
Postup.
1. Proband má být umístěn tak, aby neviděl tlakový snímač arteriálního pulsu, ale dostatečně blízko,
aby slyšel silnější poklep na tlakový snímač.
2. Vyzkoušejte si různé poklepy na tlakový snímač a vyberte takový, který poskytuje nejsilnější zvuk
ale nehrozí při něm poškození snímače. Můžete poklepat současně na podložku i tlakový snímač.
Můžete také zakrýt snímač papírem a rychle na něj klepnout.
3. Stiskněte „Start“. Systém začne registrovat data po obdržení podnětu z tlakového snímače.
4. Po 1–4 sekundách klepněte na tlakový snímač bez předchozího upozornění. Proband má stlačit klíč
co nejrychleji po tom, co uslyší poklep.
5. Opakujte kroky 3–4 celkem 10 krát.
6. Záznam se automaticky zastaví po deseti podnětech.
Analýza.
z osmi měření.
XI. Statické a dynamické plicní objemy.
V tomto cvičení se obeznámíme se základy spirometrie, zejména s měřením dechových objemů a kapacit.
Rovněž se obeznámíme se základy vyšetřování funkcí respiračního systému a budeme simulovat obstrukci
dýchacích cest.
Obr. 11. 1. Raný typ spirometru.
Obr. 11.2. Spirometr podle Zuntze.
Průtok vzduchu a dechový objem
Výměna plynů mezi vzduchem a krví probíhá především v alveolech. Účinnost výměny plynů závisí na
ventilaci; rytmické dechové pohyby napínají a stlačují alveoly (Obr. 11.3). Inspirace poskytuje alveolům
vzduch s čerstvým atmosférickým vzduchem a exspirace odstraňuje vzduch, který má sníženou
koncentraci kyslíku a zvýšenou koncentraci oxidu uhličitého.
Obr. 11.3. Schematický znázornění dýchacích cest a plic..
Spirometrie se stává důležitou vyšetřovací metodou, protože přibývá respiračních onemocnění. Uplatňuje
se jako vhodná skríningová metoda u pacientů se suspektní chronickou obstrukční plicní chorobou, která
představuje 12. nejčastější příčinu smrti na světě a je 5. nejčastější příčinou smrti v západních zemích.
Většině případů chronické obstrukční plicní choroby lze předejít: 85-90% případů je dáno kouřením
tabáku.
Mnoho důležitých aspektů plicních funkcí lze stanovit také měřením průtoku vzduchu ve vztahu
k měnícím se plicním objemům. V minulosti se tyto dynamické plicní funkce vyšetřovaly dýcháním do
zvonového spirometru, v kterém úroveň zvonu umístěného v sloupci vody udávala změnu plicního
objemu. Průtok vzduchu F byl pak vypočten podle změny objemu vzduchu dV za jednotu času dt:
Vztah 1
Pohodlnější metodou pro měření průtoku vzduchu je pneumotachometr. Pneumotachometr v systému
PowerLab je na Obr. 11.4.
Obr. 11.4. Pneumotachometr v systému PowerLab.
Hlava průtokometru obsahuje jemnou síťku. Vzduch, který je dýchán síťkou vytváří malý tlakový
gradient, který je úměrný rychlosti průtoku. Dvě trubičky z umělé hmoty převádí tento tlakový gradient do
tlakové měřící jednotky, kde se tlaková změna transformuje na elektrické napětí. Objem V se pak vypočte
jako integrál průtoku:
Vztah 2
Integrál představuje sumaci signálu v čase; křivka objemu, která se znázorňuje v PowerLabu při
experimentu, se získává přidáváním postupných vzorků průtoku a jejich vhodným škálováním. Hodnota
integrálu se položí jako nula při začátku měření.
Problém při měření objemu je dán rozdílnou teplotou vzduchu v spirometru a vzduchu vydechnutého
z plic, která je trochu větší než teplota vdechnutého vzduchu. Proto výsledná objemová křívka má
tendenci se posouvat směrem k výdechovým hodnotám. Aby se posun objemu během výdechu zmenšil,
vypočítává se integrál odděleně pro vdech a výdech, a vdechové hodnoty se korigují faktorem BTPS (BT
= tělesná teplota, P = atmosferický tlak, S = saturace vzduchu vodními párami). Tato korekce je
prováděna programem LabTutor.
Plicní objemy a kapacity.
Spirometrie zobrazuje a kvantifikuje mnoho složek plicních funkcí (Obr. 11.4.). Dýchání spočívá
v cyklickém střídání vdechu a výdechu. Při spontánním dýchání vdechneme objem vzduchu, který se
označuje jako dechový objem VT. Za klidových podmínek je dechová frekvence asi 15 cyklů za minutu,
ale tato hodnota se mění v závislosti od tělesné a duševní aktivity. Součin dechové frekvence a VT je
minutový objem. I tato
veličina se mění
s tělesnou a duševní
aktivitou.
Objem vzduchu, který
zůstává v plicích po
ukončeném usilovném
výdechu je residuální
objem a nemůže být
měřen spirometricky.
Další dechové objemy a
kapacity jsou uvedeny
na Obr. 11.5.
Obr. 11.5. Dechové objemy a kapacity.
Veličina
Dechová frekvence
Frequence
Minutový objem
Zkratka
Df
ƒ = RR / 60
VE = RR x VT
Jednotka
cykly/min
Hz
L/min
Plicní objemy
Dechový objem
Inspirační reservní objem
Expirační reservní objem
Residuální objem
VT
IRV
ERV
RV (předpovězený)
L
L
L
L
Plicní kapacity
Inspirační objem
Exspirační kapacita
Vitální kapacita
Funkční residuální kapacita
Celková plicní kapacita
IC = VT + IRV
EC = VT + ERV
VC = IRV + VT + ERV
FRC = ERV + RV
TLC = VC + RV
L
L
L
L
L
Funkční testy plic
Vrcholový inspirační průtok
Vrcholový exspirační průtok
Usilovný výdech vitální kapacity
Usilovný výdech vitální kapacity (za 1 s)
% FVC exspirované za 1 s
PIF
PEF
FVC
FEV1
FEV1 / FVC x 100
L/min
L/min
L
L
Postup.
1. Připojte jednotku spirometru do portu na Input 1 PowerLabu.
2. Vzhledem ke skutečnosti, že průtokový spirometr je citlivý na teplotu a posouvá vypočtené
hodnoty podle okolní teploty, zapněte spirometr alespoň 5 min před měřením. Položte spirometr na
polici nebo okraj lůžka, daleko od napájecí jednotky PowerLabu.
3. Spojte dvě hadičky s hlavou spirometru a připojte je na zadní panel spirometrického členu.
4. Připojte čistící trubici, filtr a náustek k hlavě spirometru.
5. Mějte při ruce tento materiál:
o Krejčovský metr s jednotkami palců pro měření výšky.
o Lepící pásek a tužku pro cvičení s obstrukcí dýchacích cest.
o Další náustky a výměnné filtry pro každého dobrovolníka.
o
Osoby se zánětem horních cest dýchacích se nemají podrobovat spirometrickému
měření.
Obr. 11.6. Zapojení spirometru v systému PowerLab.
Vynulování jednotky spirometru.
Měřící jednotka spirometru je náchylná na tepotní posuny základní úrovně. Pro získání přesných
spirometrických hodnot je potřeba pokaždé před novým měřením resetovat základní úroveň kliknutím na
„Zero Pod“
Postup.
1. Položte hlavu spirometru na rovnou plochu a klikněte na „ZeroPod“. Tak resetujete kanál
průtokových hodnot na nulu.
2. Stiskněte „Start“. Dobrovolník nyní může vložit náustek do úst a drží při tom hlavu spirometru
oběma rukama. Aby se v trubičkách neměstnaly vodní páry, mají trubičky směřovat vždy nahoru.
3. Stiskněte nos svorkou. To zajistí, že všechen vzduch prochází náustkem, filtrem a hlavou
spirometru.
4. Pozorujte křivku. Signál by se měl pohybovat směrem dolu při výdechu. Pokud směřuje křivka při
výdechu nahoru, stiskněte „Stop“ a změňte směr hlavy spirometru, nebo přehoďte mezi sebou
spojení dvou plastikových trubiček na jednotce spirometru.
5. Pokud si dobrovolník zvyknul na spirometr a dýchá normálně, zastavte záznam a přejděte ke
korekci objemu.
Korekce objemových hodnot.
Vydechnutý vzduch má větší objem než vdechnutý (je ohřát zvlhčen vodními párami). Toto zvětšení
objemu je cca o 5 - 10%. Proto provedeme korekci průtokových hodnot a tak získáme správné hodnoty
objemu.
Postup.
1. Resetujte jednotku spirometru stisknutím „ZeroPod“. Hlava spirometru musí být při kalibraci
v klidu, položená na podložce.
2. Stiskněte „Start“. Dobrovolník vydechne plný objem vzduchu a pak dýchá normálně.
Zaznamenejte 1 minutu spontánního dýchání.
3. Přidejte komentář „Korekce objemu“.
4. Na konci minutového záznamu dobrovolník opět usilovně vydechne. Stiskněte „Stop“. Proband
nyní může začít dýchat mimo spirometr a sejmeme svorku z nosu.
5. Váš záznam se má podobat záznamu na Obr. 11.7.
Vzorová data
Obr. 11.7. Vzorový signál ze spirometru z jedné minuty spontánního dýchání, ukončeného usilovným
výdechem.
Analýza.
1. Vyberte celý záznam spontánního dýchání včetně dvou usilovných výdechů tak, že kliknete na
„Time axis“ pod křivkou. Tak vyberete úsek dat.
2. Obvykle nastavená hodnota korekce je 1.0 (bez korekce). Po výběru úseku dat Vám LabTutor
navrhne nový korekční faktor. Pokud si přejete použít tento nový korekční faktor, stiskněte
„Apply“.
Cvičení 11.1. Respirační cyklus a měření dechového objemu.
Při spirometrickém měření by proband neměl mít možnost pozorovat spirometrický záznam.
Postup.
1. Vynulujte jednotku spirometru stlačením „Zero Pod“. Pamatujte, že hlava spirometru musí být při
nulování položena na podložce.
2. Stiskněte „Start“. Dobrovolník si založí svorku na nos a dýchá normálně skrz hlavu spirometru.
Registrujte normální dechový objem po dobu 1 minuty. Přidejte komentář „Spontánní dýchání“ a
zastavte záznam.
3. Připravte komentář „IRV“, ale nepřidávejte jej k datům. Stiskněte „Start“ na konci spontánního
vdechu a požádejte probanda aby se nadechl dále s největším úsilím a pak dýchal normálně.
Přidejte komentář a zastavte záznam.
4. Připravte kometář „ERV“. Stikněte „Start“ a na konci normálního výdechu požádejte probanda,
aby vydechoval dále s největším úsilím. Přidejte komentář stiskem „Add“.
5. Proband nyní může dýchat mimo spirometr a odstraníte svorku z nosu.
6. Váš záznam se má podobat záznamu na Obr. 11.8.
Obr. 11.8. Spirometrický záznam průtoku a objemu pro měření inspiračního a exspiračního reservního
objemu.
Analýza.
1. Prohlédněte si záznam se spontánním dýcháním. Spočtěte počet respiračních cyklů za minutu.
Tuto hodnotu zaneste do tabulky.
2. Změřte objem jednoho spontánního dechového cyklu tak, že posunete „Marker“ do panelu
objemového signálu na začátek jednoho inspíria. Posuňte „Waveform kursor“ k nejbližšímu
vrcholu objemu asi 1 až 1.5 s napravo o „Markeru“.
3. Klikněte a přenesete data do „Value panel“ a pak do políčka „Tidal Volume“ v tabulce. Minutový
objem se vypočte automaticky.
4. Opakujte kroky 2-3 pro změření inspiračního reservního objemu IRV a exspiračního reservního
objemu ERV. Marker má zůstat na počátku spontánního vdechu.
5. Residuální objem a celková plicní kapacita se odhadne v LabTutoru automaticky.
Cvičení 11.2. Dechové objemy při usilovném dýchání.
Experiment má být proveden na stejném dobrovolníkovi, který sloužil jako proband v předchozím
experimentu.
Postup.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Vynulujte jednotku spirometru. Hlava spirometru má být položena na podložce.
Připravte komentář „FVC“.
Dobrovolník dýchá
spontánně do spirometru po
dobu 30 s.
Požádejte probanda, aby
vdechl a vydechl
s maximálním úsilím tak, aby
nemohl již vydechnout další
vzduch. Přidejte komentář
„FVC“. Dobrovolník dýchá
opět normálně.
Váš záznam se má podobat
záznamu na Obr. 11.9.
Opakujte kroky 5-6 tak, aby
jste měli zaznamenány tři
cykly usilovného vdechu a
výdechu.
Obr. 11.9. Záznam usilovného výdechu vitální kapacity (FVC).
Analýza.
1. Pomocí „Waveform kursor“ a „Marker“ změřte objem na každém ze tří cyklů FVC.
2. Na kanálů „Flow“ určete vrchol inspiračního průtoku.
3. Klikněte a tím přenesete hodnotu vrcholového průtoku do „Value panel“. Přesuňte tuto hodnotu do
tabulky.
4. Podobně změřte vrcholový exspirační průtok a také jej vložte do tabulky.
5. V kanálu „Volume“ najděte cyklus FVC, který má největší hodnotu objemu.
6. Umístěte „Marker“ na vrchol inspíria v kanálu „Volume“ a přeneste „Waveform cursor“ na vrchol
exspiria. Přesuňte hodnotu FVC do příslušného políčka v tabulce.
7. Stejnou metodu změřte hodnotu objemu v 1. sekundě usilovného výdechu (FEV1). Umístěte
„Marker“ na vrchol inspíria v kanálu objemu a posuňte kursor k 1. sekundě od vrcholu. Klikněte a
tím přenesete hodnotu FEV1 do „Value panel“ a pak ji přeneste do tabulky. Poměr FEV1 k FVC
v procentech se v LabTutoru vypočte automaticky.
Cvičení 11.3. Simulace obstrukce dýchacích cest.
Příprava.
1.
2.
3.
4.
Odstraňte filtr z čistící trubice.
Zalepte konec trubice s filtrem náplastí.
V náplasti udělejte tužkou otvor o průměru 0.5 cm.
Opět vložte filtr do čistící trubice.
Postup.
Použijte proceduru z experimentu 2 s malou změnou.
1.
2.
3.
4.
5.
Vynulujte jednotku spirometru. Hlava spirometru má být položena na podložce.
Připravte komentář „FVC omezený“.
Dobrovolník dýchá spontánně do spirometru po dobu 30 s.
Požádejte probanda, aby vdechl a vydechl s maximálním úsilím tak, aby nemohl již vydechnout
další vzduch. Přidejte komentář „FVC“. Dobrovolník dýchá opět normálně.
7. Opakujte kroky 5-6 tak, aby jste měli zaznamenány tři cykly usilovného vdechu a výdechu.
Analýza.
Proveďte měření FEV a FEV1 jako v cvičení 2.
1. Pomocí „Waveform kursor“ a „Marker“ změřte objem na každém ze tří cyklů FVC.
2. Na kanálů „Flow“ určete vrchol inspiračního průtoku.
3. Klikněte a tím přenesete hodnotu vrcholového průtoku do „Value panel“. Přesuňte tuto hodnotu do
tabulky.
4. Podobně změřte vrcholový exspirační průtok a také jej vložte do tabulky.
5. V kanálu „Volume“ najděte cyklus FVC, který má největší hodnotu objemu.
6. Umístěte „Marker“ na vrchol inspiria v kanálu „Volume“ a přeneste „Waveform cursor“ na vrchol
exspiria. Přesuňte hodnotu FVC do příslušného políčka v tabulce.
7. Stejnou metodu změřte hodnotu objemu v 1. sekundě usilovného výdechu (FEV1). Umístěte
„Marker“ na vrchol vdechu v kanálu objemu a posuňte kursor k 1. sekundě od vrcholu. Klikněte a
tím přenesete hodnotu FEV1 do „Value panel“ a pak ji přeneste do tabulky. Poměr FEV1 k FVC
v procentech se v LabTutoru vypočte automaticky.
Experiment 11.4. Měření usilovné vitální kapacity u několika dobrovolníků.
Jedná se o porovnání statických a dynamických hodnot objemů u různých lidí. Opakujete experiment 11.2.
u 3-4 dalších studentů. Nezapomeňte vyměnit náustek a filtr před měřením na novém probandovi.

Program LabTutor Firmy ADI

Transkript

Podobné dokumenty

Bezpečnostní list - Katedra chemie FP TUL

Úskalí internetového poradenství

Newsletter dodavatelů - Říjen 2013

Bioelektrické jevy a jejich měření (B150P30)

Lázeňské a wellness pobyty v Mariánských Lázních

Návod ke cvičení v prostředí Idrisi Selva

Komunikační program RefMeter ver. 3.1

PDF ke stažení

Program konference

pneumologie

Sledování očních pohybů pro diagnostiku v neurovědách

FYSIOLOGIE DÝCHÁNÍ

Bio Amp Case Study - AVE IMPEX

Hydraulické hadice

hadice s koncovkami 02.11.indd

Vliv očních pohybů na EEG signál - České vysoké učení technické v

Otto Sauer Achsenfabrik Keilberg