Як уже зазначалося, за величиною тиску кровоносну систему прийнято поділяти на два відділи - систему високого і систему низького тиску. До першого з них відносять прекапілярних відділ серцево-судинної системи, а до другого -посткапіллярний. Такий поділ визначається не тільки відмінностями тиску, а й неоднаковими механізмами, які його визначають. Так, якщо рівень артеріального тиску залежить від тонусу резистивних судин, з одного боку, і серцевого викиду, з іншого, то венозний тиск в кінцевому рахунку може визначатися чотирма групами факторів: 1) силами підпору - відтоком з капілляров- 2) фронтальним опором, залежним від роботи правого серця-3) тонусом вен і 4) екстравазальна факторами (здавленням вен). Зниження тиску у напрямку течії крові в різних областях далеко не однаково і залежить від особливостей будови русла. Так, якщо в більшості судинних областей тиск в артеріолах діаметром 30-40 мкм складає 70-80% від системного артеріального тиску (Richardson, Zweifach, 1970), то ці співвідношення для судин мозку дещо відмінні. За даними Shapiro із співавт. (1971), вже в гілках середньої мозкової артерії кішок діаметром більше 455 мкм тиск становить 61% від аортального, а в піальних артериолах діаметром 40-25 мкм воно зменшується ще на 10%.
Величина среднедінаміческого тиску в судинній системі коливається в широкому діапазоні (табл. 4), що необхідно враховувати при виборі відповідних манометрів.
Таблиця 4. Величина тиску і діаметр різних ділянок кровоносної системи людини (за Burton, 1966)| Посудина | Тиск у мм рт. ст. | Діаметр в см |
| Аорта Артерія Артеріоли Капіляри Венули Відня Порожня вена | 100 90 55 25 12 5 3 | 1,25
0,2 0,002 0,0004 0,001 0,25 1,5 |
В даний час в практиці фізіологічних досліджень для реєстрації тиску в різних ділянках судинного русла використовують рідинні, пружинні та електричні манометри.
За даними Wiggers (1957), манометри для реєстрації тиску крові повинні мати такими властивостями:
1. Високою чутливістю і здатністю реєструвати тиск в досить широкому діапазоні (1 мм вод. Ст.- 300 мм рт. Ст.).
2. Малої інерційністю, т. Е. Досить високою частотою власних коливань, яка повинна перевищувати в 5-10 разів частоту коливань досліджуваного процесу.
3. лінійності характеристики.
4. Малим зміщенням (обсягом його) в системі сполучних трубок між манометром і кровоносною судиною (0,1-0,5 мм3).
5. Можливістю синхронно із записом артеріального тиску реєструвати на одній і тій же стрічці інші фізіологічні процеси.
Слід зазначити, що не всі застосовувані в дослідженнях манометри відповідають зазначеним вище вимогам.
У рідинних манометрах, як відомо, досліджуване тиск врівноважується стовпом манометричної рідини (зазвичай ртуті або води). Вони) можуть бути пристосовані для реєстрації стаціонарних і змінних тисків у діапазоні від 200-300 мм рт. ст. до 1 · 10-4 мм рт. ст., що відповідає величині тиску в різних ділянках судинного русла. Конструктивно ці прилади можуть бути виконані у вигляді одноколінні чашкового манометра (апарат Ріва - Роччи), манометра з похилою трубкою або двоколійні U-подібного манометра, запропонованого Пуазейля ще в 1828 р
При роботі з рідинними, зокрема ртутними, манометрами слід мати на увазі, що для детальної реєстрації швидких коливань вони абсолютно непридатні (А. Б. Коган, С. І. Щітов, 1967). Це визначається власної періодичністю рідинного манометра, яка залежить від довжини стовпа рідини і підкоряється закону коливань маятника:
(3.1)
де Т - період колебаній- l - довжина стовпа рідини-g - прискорення сили тяжіння.
З формули випливає, що практично період коливань стовпа рідини в звичайному ртутному манометрі і сполучної трубці становить близько 2 с. Звідси частота власних коливань f = 1 / T складе близько 0,5 Гц. Очевидно, що ця частота може бути резонансною для реєстрованих коливань, внаслідок чого амплітуда їх буде перебільшена, а при збільшенні або зниженні частоти вимушених коливань вона буде зменшеною. При цьому правильний характер запису буде при частоті, що перевищує резонансну (А. Б. Коган, С. І. Щітов, 1967).
Необхідно відзначити, що рідинні манометри можуть бути використані не тільки для реєстрації абсолютної величини тиску, а й будь-якої відносної змінної величини (різниці двох тисків, амплітуди і швидкості тиску). Такі манометри, як відомо, носять назву диференціальних.
В якості найбільш простих диференціальних манометрів можуть бути використані U-образні ртутні манометри. Для отримання різниці тиску в 2 судинах (наприклад, в сонній артерії і яремної вені, в центральному та периферичному кінцях сонної артерії) судини під'єднують до обох колінам манометра. Явна зручність цього способу диференціювання полягає в тому, що він не вимагає роздільного вимірювання тисків і спеціальних пристосувань для синхронності спостережень.
У практиці фізіологічних експериментів вельми часто виникає необхідність у визначенні так званого среднедінаміческого тиску, величина якого використовується, зокрема, для розрахунку загального периферичного опору судин. Для його реєстрації може бути використаний аперіодізірованний манометр, запропонований ще І. М. Сеченовим в 1861 році. Його відмінною рисою є «переуспокоенний» режим роботи, який досягається введенням в сполучну частину (між колінами) крана або гумової трубки з гвинтовими зажимами. За рахунок звуження сполучної частини досягається збільшення зовнішнього тертя ртуті і демпфуються всі швидкі коливання, обумовлені діяльністю серця. Результуючим в цьому випадку буде рівень ефективного (среднедінаміческого) тиску.
На додаток до характеристики рідинних манометрів вкажемо, що вони застосовні для реєстрації абсолютних величин тиску як в артеріальних і венозних судинах, так і в капілярах. При вимірюванні венозного тиску слід мати на увазі, що гідростатичний тиск крові у венах може робити істотний вплив на вимірювані величини гемодинамического тиску. З цією метою манометр потрібно встановлювати в такому положенні, щоб рівень його нульового розподілу, місце пункції вени і положення правого передсердя збігалися.
У пружинних манометрах на відміну від рідинних вимірюється тиск врівноважується силами так званого пружного елемента, які виникають при його деформації. Залежно від елемента (його геометричної форми) пружинні манометри можуть бути трубчастими, мембранними, сильфони і т. Д.
Перевагою цього класу манометрів є висока чутливість і можливість створення оптимальної частотної характеристики. Пружинні манометри мають власної частотної характеристикою від 17 (модель Фіка) до 450 Гц (модель Уіггерса), що дозволяє реєструвати як максимальне, так і мінімальне артеріальний тиск.
В електричних манометрах, більшість яких призначений для реєстрації змінних величин (за винятком манометрів опору), тиск передається на пристрої, що змінюють свої електричні параметри (ЕРС, індуктивність, опір). Ці зміни реєструються за допомогою відповідних електровимірювальних та осцилографічних приладів. Перевагою електроманометров є їх велика чутливість і мала інерційність, що дозволяє реєструвати малі та швидкозмінних величини тиску.
Як датчики в електроманометрах використовуються пьезокрісталли, тензодатчики, угольнопорошковие і дротяні датчики опору та ін. Останній тип використаний у вітчизняному манометрі ЕМ2-01.