Рис. 20. Возможное изменение частоты пульса на предъявление «значимого» вопроса. F — частота пульса; С — стимул; t — время; пунктирная прямая — «необходимая» частота пульса.
Например, во время тестирования частота пульса подозреваемого составляла 87 ударов в минуту. После предъявления значимого вопроса она возросла до 95 ударов, с последующим снижением до 79 ударов. В результате «суммарный пульс» во время тестирования практически не меняется, причем это «качание» пульса может продолжаться до 3-х минут. Так как полиграф не проводит мгновенный подсчет средней частоты пульса, то возможны случаи, когда реакция на значимый вопрос попадает на отрицательную фазу пульса, и тогда зафиксированные изменения становятся близкими к результатам, полученным при предъявлении нейтральных вопросов.
Ряд исследований был проведен по уточнению причин еще одной нестандартной реакции частоты сердечных сокращений. В стрессовой ситуации, если человек ограничен в возможностях противодействия, возможны случаи, когда на предъявление сильного эмоционального раздражителя частота пульса замедляется. Это связано с тем, что влияние отрицательных эмоций на организм человека носит двухфазный характер. Сначала при незначительных отрицательных эмоциях частота пульса возрастает. При неожиданных мощных эмоциональных нагрузках она может снижаться. При очень сильном воздействии на организм отрицательных эмоций возможно не только замедление, но и полная кратковременная остановка сердца (В.В.Фролькс, 1954). Как же это возможно, если усиление эмоционального напряжения ведет к возрастанию объема продуктов обмена, и в этой ситуации должен увеличиваться кровоток? Эта проблема организмом человека решается нестандартно. На фоне некоторого снижения частоты пульса резко увеличивается объем крови, выбрасываемой при каждом сердечном сокращении. Проявления такого типа реагирования сердечно-сосудистой системы очень трудно прогнозировать.
Для повышения точности оценки эмоционального напряжения часто используют не частоту пульса, а его стабильность. Если у человека средняя частота пульса составляет 60 ударов в минуту, то это значит, что каждую секунду наблюдается один сердечный цикл. На практике периоды между сокращениями сердца нестабильны.
3.5. Фотоплетизмограмма (ФПГ)
Фотоплетизмограмма — метод регистрации оптической плотности ткани (БМЭ, 1985, т.26, стр.408).
Название данной методики происходит от греческих слов phos — свет и plethysmos — увеличение. Регистрация оптической плотности ткани осуществляется прибором — плетизмографом, состоящим из излучателя светового потока, просвечивающего биоткань, и приемника, регистрирующего плотность светового потока, через нее прошедшего. Регистрируются световые сигналы как отраженные от биоткани, так и просвечивающие ее. В классическом понимании это метод регистрации изменения объемов отдельных частей тела. Плетизмография в качестве метода стала использоваться в исследованиях еще в начале XVII века, но широкое применение нашла лишь к концу XIX века благодаря работам А. Mocco (1887, 1893 гг.) и А.Фика (1969 г.). Тогда же была сделана первая попытка использования данного метода для детекции лжи.
В состоянии сильного эмоционального напряжения изменяются количество крови, поступающей в сосуды при каждом сердечном сокращении, величина просветов и эластичность сосудов и ряд других показателей. Следовательно, эта методика дает возможность выявить целый комплекс изменений в организме, вызванных эмоциональным напряжением, и может служить надежным индикатором его величины при проведении полиграфных проверок.
Фотоплетизмограмма — это интегральный показатель, отражающий состояние организма в целом. При анализе показателей фотоплетизмограм-мы пульс называют объемным. Он характеризуется не только частотой, но и количеством крови в кубических миллилитрах, протекающей через участок измерения.
В полиграфных проверках датчик ФПГ чаще всего закрепляется на пальце испытуемого, и таким образом фиксируются колебания объема пальца в месте наложения. Объем пальца изменяется в зависимости от количества крови, протекающей через кровеносные сосуды. Теоретически чем больше крови будет введено в кровеносное русло в момент сокращения сердца, тем больше кровоток. Реально этот процесс выглядит значительно сложнее. На поток крови, протекающей через измеряемый участок, влияют эластичность стенок сосудов в месте измерения, вязкость крови, количество циркулирующей крови и т. д.
В приборах, регистрирующих изменения объема части тела — плетизмографах, — используются различные принципы регистрации показателей:
• регистрация изменения плотности светового потока, проходящего через обследуемый участок биоткани, в том числе и отраженный световой поток, — фотоплетизмограф;
• регистрация изменений электрического сопротивления на фиксированном участке тела — реоплетизмограф.
Существуют также и механические регистраторы, которые измеряют величину смещения ткани при прохождении порции крови, вызванного сокращением сердца. За одно сокращение сердца в сосудистое русло вводится от 40 до 100 миллилитров крови при средней скорости кровотока от 10 до 20 см в секунду. Время, за которое кровь изгоняется из сердца в сосудистое русло, в норме составляет 0,25- 0,3 сек.
Рис. 21. Некоторые информативные признаки фотоплетизмограммы. t1 — время заполнения кровью обследуемого участка биоткани; t2 — время, за которое объем крови приходит в исходное состояние; h — максимальное количество крови; S — площадь под кривой; в — дикротический рубец; аб — длина восходящей части; бг — длина нисходящей части; гд — пауза.
На рис. 21 рассматривается кривая, отражающая некоторые информативные признаки фотоплетизмограммы. Отрезок аб характеризует время, за которое произошло увеличение объема крови в месте регистрации, после каждого сердечного сокращения. Величина амплитуды кривой h определяется объемом крови после сердечного сокращения и состоянием эластичности кровеносных сосудов. Участок кривой бг — время, за которое «избыточное» давление крови пришло к исходному состоянию. Зубец в — так называемый дикротический зубец, происхождение которого до настоящего времени не совсем ясно. По одной из гипотезой образуется за счет следующих процессов: кровь во время сердечного сокращения поступает в сосуды и расширяет их, создавая дополнительное напряжение стенок. В паузе между сердечными сокращениями сосуды, сжимаясь, выталкивают ее обратно по кровяному руслу. Таким образом, часть крови возвращается назад в сторону сердца. Так как в это время клапаны сердца закрыты, она, ударяясь о них, возвращается назад, несколько повышая реальный объем крови. Это явление и фиксируется в точке регистрации в виде небольшого зубца на нисходящей части кривой фотоплетизмограммы.
К сожалению, дикротический зубец не всегда присутствует на кривой фотоплетизмограммы и наблюдается не у всех обследуемых. Если же он имеет место, то специалисты используют его информативность при проведении визуального анализа кривой. Положение дикротического зубца на нисходящей стороне кривой непостоянно. Оно определяется временем возвращения порции крови, ударяющейся о закрытые клапаны сердца и возвратившейся назад. Чем быстрее происходит этот процесс, тем выше на кривой располагается зубец (рис. 22). Анализ проводится путем сравнения уровня нахождения дикротического зубца при измерении фоновых показателей организма с уровнем нахождения после предъявления значимого вопроса теста. При этом измеряется расстояние от вершины кривой до зубца и от зубца до основания кривой и вычисляется соотношение полученных показателей:
