способ размещения водонепроницаемых электродов для электрокардиографии на теле дельфина

Формула изобретения

СПОСОБ РАЗМЕЩЕНИЯ ВОДОНЕПРОНИЦАЕМЫХ ЭЛЕКТРОДОВ ДЛЯ ЭЛЕКТРОКАРДИОГРАФИИ НА ТЕЛЕ ДЕЛЬФИНА, включающий фиксацию электродов на поверхности тела дельфина в оптимальных зонах для съема электрокардиосигнала, отличающийся тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей и повышения точности измерения электрокардиосигнала, измеряют максимальную ширину тела дельфина во фронтальной плоскости, визуально формируют две боковые сагиттальные плоскости, расположенные на расстоянии, равном 1/4 максимальной ширины тела дельфина, по обе стороны от срединной сагиттальной плоскости, дополнительно формируют две визуальные поперечные плоскости, проходящие по проксимальным и дистальным краям складок кожи вокруг грудных плавников, при этом левый электрод устанавливают в левой сагиттальной плоскости в зоне предшествующей месту пересечения на брюшной поверхности тела дельфина этой плоскости с поперечной плоскостью, проходящей через проксимальные края складок кожи вокруг грудных плавников, а правый электрод располагают в правой сагиттальной плоскости в зоне за местом пересечения на брюшной поверхности тела дельфина данной плоскости и поперечной плоскости, проходящей через дистальные края скорости кожи вокруг грудных плавников, при этом индифферентный электрод фиксируют на боковой поверхности хвостового стебля в средней его части.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к сельскому хозяйству и медицине, в частности к ветеринарии и биологическим исследованиям, а именно к размещению водонепроницаемых электродов на теле дельфина в оптимальных зонах для отведения электрокардиосигнала в условиях свободного плавания животного в морской воде, например, в вольере, и может быть использовано в научно-исследовательских специализированных лабораториях, океанариумах для выяснения особенностей функционирования сердечно-сосудистой системы, деятельности сердца дельфина при нахождении его в условиях, близких к естественным, а также для прогнозирования состояния газообменной функции и механизмов ее регулирования в организме млекопитающего.

В физиологии морских млекопитающих известны способы фиксации электродов, в том числе и на теле дельфина, для отведения электрокардиосигнала. Рекомендуемые для фиксации места заметно отличаются - это грудные плавники и участки тела, расположенные на различных расстояниях и векторах от плавников. Но фиксацией электродов в указанных местах нельзя достичь полного результата - отведения электрокардиосигнала в условиях, когда животное свободно плавает в морской воде в вольере.

Способ фиксации электродов на теле дельфина, который наиболее близок к данному, состоит в том, что за ориентиры для определения мест фиксации электродов взяты грудные плавники и вырезки (складки кожи) вокруг грудных плавников. Такое расположение мест фиксации электродов дает возможность отводить электрокардиосигналы от сухого животного, находящегося в лабораторных условиях. Электрокардиография проводилась с использованием носилок, позволяющих не беспокоить животное, накладывать пластинчатые электроды на участки его кожи. Была избрана стандартная локализация электродов, принятая в клинической практике. Первый и второй электроды прикреплялись к левому и правому плавникам в точке, расположенной по средней линии их внутренней поверхности на расстоянии 1/3 длины плавника от его дистального конца, либо на брюшной поверхности тела у плавников на 2 см выше и ниже их низшего края в месте отхождения плавника от тела (верхняя точка вырезки). Когда животное плавает свободно в воде, в ограниченной акватории, установленные на теле дельфина электроды не позволяют отвести электрокардиосигнал.

Способ, взятый в качестве прототипа, требует больших затрат времени на подготовку животного к эксперименту, оказывает отрицательное воздействие на биообъект - вводит животное в стрессовое состояние. Отлов животного в вольере, подъем его подъемником из бассейна и доставка в лабораторное помещение требует затрат рабочего времени 4-5 акванавтов в течение нескольких десятков минут, иногда более одного часа. Такой подготовительный период оказывает отрицательное воздействие на животное, вводит его в стрессовое состояние, а дельфин, как известно, очень сильно подвержен эмоциональным воздействиям и в итоге сводит на нет усилия по подготовке и, особенно, проведению эксперимента. Причем известно, что на развитие у дельфинов стресс-реакции существенное влияние оказывает психоэмоциональный компонент. Это желательно учитывать при ветеринарных и экспериментальных манипуляциях с ними. При этом необходимо проводить, либо фармакологическую коррекцию эмоциональной сферы транквилизаторами, предварящую отлов, либо специальный подготовительный тренировочный курс, значительно облегчающие уход за животным при содержании их в неволе и работу с ними. Отлов животного в вольере влечет за собой типичные функциональные реакции перестройки в организме дельфина и сказывается на деятельности отдельных функциональных систем в том числе и на деятельности сердца.

Целью изобретения является расширение эксплуатационных возможностей и повышение точности измерения электрокардиосигнала.

Поставленная цель достигается фиксацией водонепроницаемых электродов на теле дельфина в оптимальных зонах для отведения электрокардиосигнала в условиях свободного плавания животного в морской воде в ограниченной акватории, причем оптимальные места фиксации водонепроницаемых электродов на теле дельфина определяются вне зависимости от размеров животного и в условиях нахождения животного в морской воде в вольере. При этом нет необходимости отлавливать и поднимать животное из вольера в лабораторное помещение, тем самым исключается психоэмоциональный компонент, который в описываемых условиях является следствием отлова и подъема животного.

После специальной тренировки дельфин по требованию подплывает к мостку исследователя, а тренер или исследователь, преимущественно тот человек, который имеет лучший контакт с данным животным, устанавливает водонепроницаемые электроды на его теле в оптимальных местах, и отпускает животное, дельфин свободно плавает, а электрокардиосигнал по кабелю длиной 10-15 мм передается в усиливающее устройство и на носитель для последующей его расшифровки и обработки на ЭВМ.

На фиг. 1 представлена схема установки электродов на теле дельфина; на фиг.2 - общий вид электрода; на фиг.3 - электрокардиограмма дельфина.

Способ осуществляется следующим образом.

Животному, находящемуся в морской воде в вольере, на его грудобрюшной поверхности определяли оптимальные места установки водонепроницаемых электродов. Для этого определяли ширину L грудобрюшной поверхности дельфина на уровне самого большого поперечника животного. Разделяли ширину L параллельными линиями, проходящими по грудобрюшной поверхности в сагиттальных плоскостях - срединной линией 001 (см. фиг.1) на две половины L/2, затем каждую половину L/2 ширины грудобрюшной поверхности разделяли на 2 равных отрезка L/4, т.е. ширину грудобрюшной поверхности разделяли на 4 равных отрезка, каждый длиною L/4, 3. Проводили линии АБ и ВГ по передним, проксимальным и задним, дистальным краям вырезок (складок) кожи вокруг грудных плавников, соответственно. Определяли точки пересечения линий ДД1 и СС1, разделяющих левую и правую половину грудобрюшной поверхности пополам с линиями АБ и ВГ, проведенными вперед - АБ и сзади - ВГ вырезок вокруг грудных плавников. Левый электрод устанавливали впереди переднего края вырезки левого грудного плавника по линии, проведенной в сагиттальной плоскости, разделяющей левую половину грудобрюшной поверхности на две равные части в месте, лежащем непосредственно впереди перекреста ее с линией, проведенной в поперечном направлении, непосредственно по передним краям вырезок грудных плавников. Позиция 1, фиг.1 - место фиксации левого грудного водонепроницаемого электрода. Правый грудной электрод устанавливали по линии, проведенной в сагиттальной плоскости, разделяющей правую половину грудобрюшной поверхности пополам, в месте лежащем непосредственно сзади от перекреста ее с линией, проведенной дистальнее грудных плавников по дистальным краям вырезок (кожных складок) вокруг плавников. Позиция 2, фиг.1 - место фиксации правого грудного электрода. Индифферентный электрод фиксировали на правой боковой поверхности хвостового стебля в средней его части. Позиция 3 фиг.1 - место фиксации индифферентного электрода.

Доказательством того, что избранные описанным способом места фиксации водонепроницаемых электродов на теле дельфина, находящегося в условиях свободного плавания в морской воде в ограниченной акватории, являются оптимальными, служит электрокардиограмма, полученная в этих условиях. Электрокардиосигналы дельфина, их динамика в условиях, когда животное свободно плавает в морской воде в ограниченной акватории, представлена на фиг.3 и получена при фиксации водонепроницаемых электродов на теле дельфина в местах оптимального их размещения. Когда дельфин ныряет, у него срабатывает нырятельный рефлекс, проявляющийся в задержке дыхания брадикардии - замедлении сердечной деятельности (см. нижнюю строку электрокардиограммы фиг.3).

Доказательством является и то, что если грудные электроды сместить из оптимальных мест, используя те же водонепроницаемые электроды, отвести электрокардиосигнал не удается. Опыт работы с дельфинами позволил найти на их грудобрюшной поверхности, беря за ориентиры грудные плавники и вырезки (складки) кожи вокруг них, оптимальные места фиксации водонепроницаемых электродов, т.е. те места на теле животного, находящегося в морской воде в условиях свободного плавания в вольере, от которых удается отвести электрокардиосигнал. Отвести электрокардиосигнал удается только в том соотношении, что в оптимальных местах 1,2,3 (фиг.1) на теле дельфина фиксировали идентичные между собой электроды оригинальной конструкции - водонепроницаемые электроды 4. При этом электрод включает воронкообразную присоску для надежной фиксации на теле дельфина, выполненную из эластичного, водоотталкивающего материала с боковым конусообразным отростком, отходящим основанием от боковой наружной поверхности ближе к головке присоски под острым углом (угол всегда меньше 90о). Отводящая цепочка состоит из контактного элемента - плоского кольца, конической пружины, расширенной частью подпружинивающей контактный элемент и соединенной с ним, причем суженной частью пружина переходит во втулку, которая соединена с гидроизолированным проводником, который выходит из присоски через вершину бокового отростка. Втулка и гидроизолированный проводник наглухо опрессованы: втулка - в центральной части присоски, а проводник - в центральной части головки и в боковом отростке. Особенностью электрода является его водонепроницаемость, подвижность вершины бокового отростка, через которую выходит опрессованный гидроизолированный проводник. Работа с морскими млекопитающими подтверждает, что электроды 4 других конструкций, за исключением водонепроницаемых и имеющих гидродинамическую форму, обеспечивающую наименьшее сопротивление от встречного потока воды при перемещении дельфина, даже если они и установлены в оптимальные места на теле дельфина, не дают положительного результата.

Способ дает возможность улучшить отведение электрокардиосигнала, отражающего особенности деятельности сердца дельфина, свободно плавающего в морской воде в ограниченной акватории. В ходе повседневной работы с животным, когда его приучали к ношению на своем теле в требуемых местах весогабаритных макетов водонепроницаемых электродов 4, у дельфина вырабатывалось спокойное отношение к процессу одевания приспособлений на его тело. Во время эксперимента макеты заменяли на реальные водонепроницаемые электроды. Благодаря такому подходу достигали сокращения времени на подготовку животного к эксперименту, устанавливая водонепроницаемые электроды 4 в оптимальные места, улучшали процесс отведения электрокардиосигнала дельфина в условиях его свободного плавания в ограниченной акватории, исключали возможность появления стрессовых ситуаций для животного, а в результате получали реальные данные о деятельности сердца дельфина в условиях свободного плавания животного в ограниченной акватории (фиг.3).

Качество отведения биоэлектропотенциала зависит от соотношения источника сигнала и электрода. Закономерности распространения фокального потенциала в тканях живого организма и возможность его отведения зависит также от состава тканей в промежуточке между источником сигнала и электродом.