Артериальным пульсом называют ритмические колебания стенки артерий, обусловленные выбросом крови из сердца в артериальную систему и изменением в ней давления во время систолы и диастолы левого желудочка.
Пульсовая волна возникает в устье аорты во время изгнания в него крови левым желудочком. Для размещения ударного объема крови объем, диаметр аорты и систолическое давление в ней увеличиваются. Во время диастолы желудочка, благодаря эластическим свойствам стенки аорты и оттоку крови из нее в периферические сосуды, ее объем и диаметр восстанавливаются до исходных размеров. Таким образом, во время сердечного цикла происходит толчкообразное колебание аортальной стенки, возникает механическая пульсовая волна (рис. 1), которая распространяется с нее на крупные, затем на более мелкие артерии и достигает артериол.
Рис. 1. Механизм возникновения пульсовой волны в аорте и ее распространения по стенкам артериальных сосудов (а-в)
Поскольку артериальное (и в том числе пульсовое) давление снижается в сосудах по мере удаления от сердца, амплитуда пульсовых колебаний также уменьшается. На уровне артериол пульсовое давление падает до нуля и пульс в капиллярах и далее в венулах и большинстве венозных сосудов отсутствует. Кровь в этих сосудах течет равномерно.
Пульсовые колебания распространяются по стенке артериальных сосудов. Скорость распространения пульсовой волны зависит от эластичности (растяжимости), толщины стенки и диаметра сосудов. Более высокие скорости пульсовой волны наблюдаются в сосудах с утолщенной стенкой, небольшим диаметром и сниженной эластичностью. В аорте скорость распространения пульсовой волны равна 4-6 м/с, в артериях, имеющих малый диаметр и мышечный слой (например, в лучевой), она составляет около 12 м/с. С возрастом растяжимость сосудов снижается вследствие уплотнения их стенок, что сопровождается уменьшением амплитуды пульсовых колебаний стенки артерий и увеличением скорости распространения по ним пульсовой волны (рис. 2).
Таблица 1. Скорость распространении пульсовой волны
Артерии мышечного типа
Скорость распространения пульсовой волны существенно превышает линейную скорость движения крови, которая в аорте составляет в условиях покоясм/с. Пульсовая волна, возникнув в аорте, достигает дистальных артерий конечностей приблизительно за 0,2 с, т.е. намного быстрее, чем к ним поступит та порция крови, выброс которой левым желудочком вызвал пульсовую волну. При гипертензии вследствие увеличения напряжения и жесткости стенок артерий скорость распространения пульсовой волны по артериальным сосудам возрастает. Измерение скорости пульсовой волны можно использовать для опенки состояния стенки артериальных сосудов.
Рис. 2. Возрастные изменения пульсовой волны, вызванные снижением эластичности стенок артерий
Регистрация пульса имеет большое практическое значения для клиники и физиологии. Пульс дает возможность судить о частоте, силе и ритме сердечных сокращений.
Таблица 2. Свойства пульса
Нормальный, частый или медленный
Ритмичный или аритмичный
Высокий или низкий
Скорый или медленный
Твердый или мягкий
Частота пульса - количество пульсовых ударов за 1 мин. У взрослых людей в состоянии физического и эмоционального покоя нормальная частота пульса (частота сокращений сердца) составляетуд/мин.
Для характеристики частоты пульса применяются термины: нормальный, редкий пульс или брадикардия (меньше 60 уд/мин), частый пульс или тахикардия (большеуд/мин). При этом надо учитывать возрастные нормы.
Ритм - показатель, отражающий периодичность следования пульсовых колебаний друг за другом и периодичность сокращения сердца. Его определяют посредством сопоставления длительности интервалов между пульсовыми ударами в процессе пальпации пульса в течение минуты и более. У здорового человека пульсовые волны следуют друг за другом через равные промежутки времени и такой пульс называют ритмичным. Разница длительности интервалов при нормальном ритме не должна превышать 10% от их среднего значения. Если длительность интервалов между пульсовыми ударами различна, то пульс и сокращения сердца называют аритмичными. В норме может выявляться «дыхательная аритмия», при которой частота пульса изменяется синхронно с фазами дыхания: возрастает на вдохе и уменьшается при выдохе. Дыхательная аритмия чаще встречается у молодых людей и у лиц с лабильным тонусом автономной нервной системы.
Другие виды аритмичного пульса (экстрасистолия, мерцательная аритмия) свидетельствуют о нарушениях возбудимости и проводимости в сердце. Экстрасистолия характеризуется появлением внеочередного, более раннего пульсового колебания. Его амплитуда меньше, чем у предыдущих. За экстрасистолическим пульсовым колебанием может следовать более длительный интервал до следующего, очередного пульсового удара, так называемая «компенсаторная пауза». Этот пульсовый удар обычно характеризуется более высокой амплитудой колебания артериальной стенки вследствие более сильного сокращения миокарда.
Наполнение (амплитуда) пульса - субъективный показатель, оцениваемый пальпаторно по высоте подъема артериальной стенки и наибольшему растяжению артерии во время систолы сердца. Наполнение пульса зависит от величины пульсового давления, ударного объема крови, объема циркулирующей крови и эластичности стенок артерий. Принято различать варианты: пульс нормального, удовлетворительного, хорошего, слабого наполнения и как крайний вариант слабого наполнения - нитевидный пульс.
Пульс хорошего наполнения пальпаторно воспринимается как пульсовая волна высокой амплитуды, пальпируемая на некотором расстоянии от линии проекции артерии на кожу и ощущаемая не только при умеренном прижатии артерии, но и при слабом прикосновении к области ее пульсации. Нитевидный пульс воспринимается как слабая пульсация, пальпируемая по узкой линии проекции артерии на кожу, ощущение от которой исчезает при ослаблении контакта пальцев с поверхностью кожи.
Напряжение пульса - субъективный показатель, оцениваемый по величине силы надавливания на артерию, достаточной для исчезновения ее пульсации дистальнее места прижатия. Напряжение пульса зависит от величины среднего гемоди- намического давления и в определенной мере отражает уровень систолического давления. При нормальном артериальном давлении крови напряжение пульса оценивается как умеренное. Чем выше артериальное давление крови, тем труднее полностью сдавить артерию. При высоком давлении пульс оказывается напряженным или твердым. При низком артериальном давлении артерия сдавливается легко, пульс оценивается как мягкий.
Скорость пульса определяется по крутизне нарастания давления и достижения артериальной стенкой максимальной амплитуды пульсовых колебаний. Чем больше крутизна нарастания, тем за более короткий промежуток времени амплитуда пульсового колебания достигает своего максимального значения. Скорость пульса может определяться (субъективно) пальпаторно и объективно по данным анализа крутизны нарастания анакроты на сфигмограмме.
Скорость пульса зависит от скорости прироста давления в артериальной системе в течение систолы. Если во время систолы в аорту выбрасывается больше крови и давление в ней быстро возрастает, то будет наблюдаться более быстрое достижение наибольшей амплитуды растяжения артерии - крутизна анакроты возрастет. Чем больше крутизна анакроты (угол а между горизонтальной линией и анакротой ближе к 90°), тем выше скорость пульса. Такой пульс называется быстрым. При медленном приросте давления в артериальной системе во время систолы и низкой крутизне нарастания анакроты (малом угле а) пульс называют медленным. В нормальных условиях скорость пульса является промежуточной между быстрым и медленным пульсом.
Быстрый пульс свидетельствует об увеличении объема и скорости изгнания крови в аорту. В нормальных условиях такие свойства пульс может приобретать при повышении тонуса симпатической нервной системы. Постоянно имеющийся быстрый пульс может быть признаком патологии и, в частности, свидетельствовать о недостаточности аортального клапана. При стенозе устья аорты или уменьшении сократительной способности желудочков могут развиться признаки медленного пульса.
Колебания объема и давления крови в венах называют венным пульсом. Венный пульс определяется в крупных венах грудной полости и в ряде случаев (при горизонтальном положении тела) может быть зарегистрирован в шейных венах (особенно яремных). Зарегистрированная кривая венного пульса называется флебограммой. Венный пульс обусловлен влиянием сокращений предсердий и желудочков на кровоток в полых венах.
Исследование пульса позволяет оценить ряд важных характеристик состояния сердечно-сосудистой системы. Наличие артериального пульса у испытуемого является свидетельством сокращения миокарда, а свойства пульса отражают частоту, ритм, силу, длительность систолы и диастолы сердца, состояние аортальных клапанов, эластичность стенки артериального сосуда, ОЦК и АД. Пульсовые колебания стенок сосудов можно зарегистрировать графически (например, методом сфигмографии) или оценить пальпаторно практически на всех артериях, расположенных близко к поверхности тела.
Сфигмография - метод графической регистрации артериального пульса. Получаемую при этом кривую называют сфигмограммой.
Для регистрации сфигмограммы на область пульсации артерии устанавливают специальные датчики, улавливающие механические колебания подлежащих тканей, вызванные изменениями давления крови в артерии. За время одного сердечного цикла регистрируется пульсовая волна, на которой выделяют восходящий участок - анакроту, и нисходящий - катакроту.
Рис. Графическая регистрация артериального пульса (сфигмограмма): cd-анакрота; de - систолическое плато; dh - катакрота; f - инцизура; g - дикротическая волна
Анакрота отражает растяжение стенки артерии возрастающим в ней систолическим давлением крови в период времени от начала изгнания крови из желудочка до достижения максимума давления. Катакрота отражает восстановление исходного размера артерии за время от начала снижения в ней систолического давления до достижения в ней минимального диастолического давления.
На катакроте имеются инцизура (вырезка) и дикротический подъем. Инцизура возникает в результате быстрого снижения давления в артерии в начале диастолы желудочков (протодиастолический интервал). В это время при еще открытых полулунных клапанах аорты осуществляется расслабление левого желудочка, вызывающее быстрое снижение в нем давления крови, а под действием эластических волокон аорта начинает восстанавливать ее размеры. Часть крови из аорты перемещается к желудочку. При этом она оттесняет створки полулунных клапанов от стенки аорты и вызывает их закрытие. Отражаясь от захлопнувшихся клапанов, волна крови создаст на мгновение в аорте и других артериальных сосудах новое кратковременное повышение давления, что регистрируется на катакроте сфигмограммы дикротическим подъемом.
Пульсация сосудистой стенки несет информацию о состоянии и функционировании сердечно-сосудистой системы. Поэтому анализ сфигмограммы позволяет оценить ряд показателей, отражающих состояние сердечно-сосудистой системы. По ней можно рассчитать длительность сердечного цикла, ритм сердца, частоту сокращений сердца. По моментам начала анакроты и появления инцизуры можно оценить продолжительность периода изгнания крови. По крутизне анакроты судят о скорости изгнания крови левым желудочком, состоянии аортальных клапанов и самой аорты. По крутизне анакроты оценивается скорость пульса. Момент регистрации инцизуры позволяет определить начало диастолы желудочков, а возникновение дикротического подъема - закрытие полулунных клапанов и начало изометрической фазы расслабления желудочков.
При синхронной регистрации сфигмограммы и фонокардиограммы на их записях начало анакроты совпадает по времени с возникновением I тона сердца, а дикротического подъема - с возникновением II гона сердца. Скорость прироста анакроты на сфигмограмме, отражающая прирост систолического давления, в нормальных условиях выше, чем скорость снижения катакроты, отражающая динамику понижения диастолического давления крови.
Амплитуда сфигмограммы, ее инцизура и дикротический подъем уменьшаются по мере удаления места сс регистрации от аорты к периферическим артериям. Это вызвано уменьшением величин артериального и пульсового давлений. В местах сосудов, где распространение пульсовой волны встречает повышенное сопротивление, возникают отраженные пульсовые волны. Первичные и вторичные волны, бегущие навстречу друг другу, складываются (подобно волнам на поверхности воды) и могут увеличивать или ослаблять друг друга.
Исследование пульса путем пальпации может проводиться на многих артериях, но особенно часто исследуют пульсацию лучевой артерии в области шиловидного отростка (запястья). Для этого врач обхватывает рукой кисть обследуемого в области лучезапястного сустава так, чтобы большой палец располагался на тыльной стороне, а остальные - на его передней латеральной поверхности. Нащупав лучевую артерию, тремя пальцами прижимают ее к подлежащей кости до появления ощущения под пальцами пульсовых толчков.
Артериальный пульс. Пульсовая волна, её скорость
Пульсовая волна - распространяющаяся по аорте и артериям волна повышенного (над атмосферным) давления, вызванная выбросом крови из левого же л удочка в период систолы.
Пульсовая волна распространяется со скоростью Упм / с. За время систолы она пройдет путь, равный S Vntcм, что больше расстояния от сердца до конечностей. Это означает, что фронт пульсовой волны достигнет конечностей раньше, чем начнется спад давления в аорте.
Пульсовая волна, иначе волна повышения давления, возникает в аорте в момент изгнания крови из желудочков. В это время давление в аорте резко повышается и стенка ее растягивается. Волна повышенного давления и вызванные этим растяжением колебания сосудистой стенки распространяются с определенной скоростью от аорты до артериол и капилляров, где пульсовая волна гаснет.
Амплитуда пульсовой волны по мере продолжения ее на периферию уменьшается, течение крови становится более медленным. Преобразование центрального пульса в периферический обеспечивается взаимодействием двух факторов - демпфированием и сложением волн. Кровь, обладающая значительной вязкостью, ведет себя в сосуде (который можно сравнить с эластической камерой сжатия), подобно жидкостному амортизатору, сглаживающему небольшие внезапные изменения давления, и замедляет быстроту его подъемов и спадов.
Скорость распространения пульсовой волны не зависит от скорости движения крови. Максимальная линейная скорость течения крови по артериям не превышает м / с, а скорость распространений пульсовой волны у людей молодого и среднего возраста при нормальном артериальном давлении и нормальной эластичности сосудов равна в аортем / с, а в периферических артериях м / с. С возрастом по мере понижения эластичности сосудов скорость распространения пульсовой волны, особенно в аорте, увеличивается.
Для калибровки амплитуды пульсовых волн в пневматическую воспринимающую систему подается точно измеренный объем воздуха (300 или 500 мм3), возникающий при этом электрический калибровочный сигнал записывается.
При слабых сердечных сокращениях пульсовая волна не достигает периферии тела, в том числе и далеко расположенных от сердца лучевых и бедренных артерий, где поэтому пульс может не прощупываться.
Определить разность фаз в пульсовой волне между двумя точками артерии, расположенными на расстоянии 20 см друг от друга.
Окончательное решение задачи о пульсовых волнах и о возникновении их при внезапной остановке тока жидкости в трубе принадлежит нашему знаменитому ученому Н. Е. Жуковскому, давшему полное решение задачи о пульсовых волнах в упругой трубке и о гидравлическом ударе, крайне важном для водопроводных сооружений и приводившем раньше к многочисленным авариям в водопроводных сетях, прежде чем не заменили так называемые самоварные краны, внезапно прерывающие течение воды, вентильными кранами, постепенно открывающими и закрывающими водяной ток.
Для отыскания системы базисных функций кривых пульсовой волны последние записывались синхронно с электрокардиограммой. Было записано около 350 кривых пульсовой волны, которые затем были одновременно с ЭКГ введены в память ЭВМ.
Постепенное повышение вакуума сопровождалось увеличением амплитуды пульсовой волны до уровня давлениямм рт. ст. Дальнейшее повышение вакуума сдавливало глаз настолько, что амплитуда пульсовой волны резко снижалась и при вакууме 100 мм рт. ст. превращалась в беспорядочные осцилляции.
Диастолическое давление в глазничной артерии определяется по первой четкой пульсовой волне центральной артерии сетчатки, систолическое - по исчезновению пульсации.
При сокращении сердечной мышцы (систола) кровь выбрасывается из сердца в аорту и отходящие от нее артерии. Если бы стенки этих сосудов были жесткими, то давление, возникающее в крови на выходе из сердца, со скоростью звука передалось бы к периферии. Упругость стенок сосудов приводит к тому, что во время систолы кровь, выталкиваемая сердцем, растягивает аорту, артерии и артериолы, т. е. крупные сосуды воспринимают за время систолы больше крови, чем ее оттекает к периферии. Систолическое давление человека в норме равно приблизительно 16 кПа. Во время расслабления сердца (диастола) растянутые кровеносные сосуды спадают и потенциальная энергия, сообщенная им сердцем через кровь, переходит в кинетическую энергию тока крови, при этом поддерживается диастолическое давление, приблизительно равное 11 кПа.
Распространяющуюся по аорте и артериям волну повышенного давления, вызванную выбросом крови из левого желудочка в период систолы, называют пульсовой волной.
Пульсовая волна распространяется со скоростью 5-10 м/с и даже более. Следовательно, за время систолы (около 0,3 с) она
должна распространиться на расстояние 1,5-3 м, что больше расстояния от сердца к конечностям. Это означает, что начало пульсовой волны достигнет конечностей раньше, чем начнется спад давления в аорте. Профиль части артерии схематически показан на рис. 9.6: а - после прохождения пульсовой волны, б - в артерии начало пульсовой волны, в - в артерии пульсовая волна, г - начинается спад повышенного давления.
Д1ульсовой волне будет соответствовать пульсирование скорости кровотока в крупных артериях, однако скорость крови (максимальное значение
0,3-0,5 м/с) существенно меньше скорости распространения пульсовой волны.
Из модельного опыта и из общих представлений о работе сердца ясно, что пульсовая волна не является синусоидальной (гармонической). Как всякий периодический процесс, пульсовая волна может быть представлена суммой гармонических волн (см. § 5.4). Поэтому уделим внимание, как некоторой модели, гармонической пульсовой волне.
Предположим, что гармоническая волна [см. (5.48)] распространяется по сосуду вдоль оси X со скоростью v. Вязкость крови и упруговязкие свойства стенок сосуда уменьшают амплитуду волны. Можно считать (см., например, § 5.1), что затухание волны будет экспоненциальным. На основании этого можно записать следующее уравнение для пульсовой волны:
где р 0 - амплитуда давления в пульсовой волне; х - расстояние до произвольной точки от источника колебаний (сердца); t - время; ω - круговая частота колебаний; χ - некоторая константа, определяющая затухание волны. Длину пульсовой волны можно найти из формулы
Волна давления представляет некоторое «избыточное» давление. Поэтому с учетом «основного» давления р а (атмосферное давление или давление в среде, окружающей сосуд) можно изменение Явления записать следующим образом:
Как видно из (9.14), по мере продвижения крови (по мере увеличения х) колебания давления сглаживаются. Схематично на рис. 9.7 показано колебание давления в аорте вблизи сердца (а) и в артериолах (б). Графики даны в предположении модели гармонической пульсовой волны.
На рис. 9.8 приведены экспериментальные графики, показывающие изменение среднего значения давления и скорости v кр кровотока в зависимости от типа кровеносных сосудов. Гидростатическое давление крови не учитывается. Давление - избыточное над атмосферным. Заштрихованная область соответствует колебанию давления (пульсовая волна).
Скорость пульсовой волны в крупных сосудах следующим образом зависит от их параметров (формула Моенса-Кортевега):
где Е - модуль упругости, р - плотность вещества сосуда, h - толщина стенки сосуда, d - диаметр сосуда.
Интересно сопоставить (9.15) с выражением для скорости распространения звука в тонком стержне
У человека с возрастом модуль упругости сосудов возрастает, поэтому, как следует из (9.15), становится больше и скорость пульсовой волны.
В момент систолы некоторый объем крови поступает в аорту, давление в начальной части ее повышается, стенки растягиваются. Затем волна давления и сопутствующее ее растяжение сосудистой стенки распространяются дальше к периферии и определяются как пульсовая волна. Таким образом, при ритмическом выбрасывании крови сердцем в артериальных сосудах возникают последовательно распространяющиеся пульсовые волны. Пульсовые волны распространяются в сосудах с определенной скоростью, которая, однако, отнюдь не отражает линейной скорости движения крови. Эти процессы в принципе различны. Сали (Н. Sahli) характеризует пульс периферических артерий как «волнообразное движение, которое происходит вследствие распространения образующейся в аорте первичной волны по направлению к периферии».
Определение скорости распространения пульсовой волны, по мнению многих авторов, является наиболее достоверным методом изучения упруговязкого состояния сосудов.
Для определения скорости распространения пульсовой волны производится одновременная запись сфигмограмм с сонной, бедренной и лучевой артерий (рис. 10). Приемники (датчики) пульса устанавливаются: на сонной артерии- на уровне верхнего края щитовидного хряща, на бедренной артерии- в месте выхода ее из-под пупартовой связки, на лучевой артерии- в месте пальпации пульса. Правильность наложения датчиков пульса контролируется положением и отклонениями «зайчиков» на визуальном экране прибора.
Если одновременная запись всех трех пульсовых кривых по техническим причинам невозможна, то одномоментно записывают сначала пульс сонной и бедренной артерий, а затем сонной и лучевой артерий. Для расчета скорости распространения пульсовой волны нужно знать длину отрезка артерии между приемниками пульса. Измерения длины участка, по которому распространяется пульсовая волна в эластических сосудах (Lэ) (аорта- подвздошная артерия), производятся в следующем порядке (рис. 11):
Рис.11. Определение расстояний между приемниками пульса - «датчиками» (по В. П. Никитину).
Обозначения в тексте:
а- расстояние от верхнего края щитовидного хряща (местоположение приемника пульса на сонной артерии) до яремной вырезки, где проецируется верхний край дуги аорты;
b- расстояние от яремной вырезки до середины линии, соединяющей обе spina iliaca anterior (проекция деления аорты на подвздошные артерии, которая при нормальных размерах и правильной форме живота точно совпадает с пупком);
с- расстояние от пупка до местоположения приемника пульса на бедренной артерии.
Полученные размеры b и с складываются и из их суммы вычитается расстояние а:
Вычитание расстояния а необходимо в связи с тем, что пульсовая волна в сонной артерии распространяется в противоположном к аорте направлении. Ошибка в определении длины отрезка эластических сосудов не превышает 2,5-5,5 см и считается несущественной. Для определения длины пути при распространении пульсовой волны по сосудам мышечного типа (LМ) необходимо измерить следующие расстояния (см. рис. 11):
От середины яремной вырезки до передней поверхности головки плечевой кости (61);
От головки плечевой кости до места наложения приемника пульса на лучевой артерии (а. radialis)- с1.
Более точно измерение этого расстояния производится при отведенной под прямым углом руке - от середины яремной вырезки до местоналожения датчика пульса на лучевой артерии– d(b1+c1) (см. рис. 11).
Как и в первом случае, из этого расстояния необходимо вычесть отрезок а. Отсюда:
Рис.12. Определение времени запаздывания пульсовой волны по началу подъема восходящего колена кривых (по В. П. Никитину)
а- кривая бедренной артерии;
tэ- время запаздывания по эластическим артериям;
tм- время запаздывания по мышечным артериям;
Второй величиной, которую необходимо знать для определения скорости распространения пульсовой волны, является время запаздывания пульса на дистальном отрезке артерии по отношению к центральному пульсу (рис. 12). Время запаздывания (г) определяется обычно по расстоянию между началами подъема кривых центрального и периферического пульса или по расстоянию между местами изгиба на восходящей части сфигмограмм.
Время запаздывания от начала подъема кривой центрального пульса (сонной артерии- а. саrоtis) до начала подъема сфигмографической кривой бедренной артерии (а. femoralis)- время запаздывания распространения пульсовой волны по эластическим артериям (tэ)- Время запаздывания от начала подъема кривой а. саrоtis до начала подъема сфигмограммы с лучевой артерии (а.radialis)- время запаздывания по сосудам мышечного типа (tМ). Регистрация сфигмограммы для определения времени запаздывания должна производиться при скорости движения фотобумаги- 100 мм/с.
Для большей точности в подсчете времени запаздывания пульсовой волны регистрируется 3-5 пульсовых колебаний и берется среднее значение из полученных при измерении величин (t) Для вычисления скорости распространения пульсовой волны (С) теперь необходимо путь (L), пройденный пульсовой волной (расстояние между приемниками пульса), разделить на время запаздывания пульса (t)
Так, для артерий эластического типа:
для артерий мышечного типа:
Например, расстояние между датчиками пульса равно 40 см, а время запаздывания- 0,05 с, тогда скорость распространения пульсовой волны:
В норме у здоровых лиц скорость распространения пульсовой волны по эластическим сосудам колеблется в пределах 500-700 см/с, по сосудам мышечного типа- 500-800 см/с.
Упругое сопротивление и, следовательно, скорость распространения пульсовой волны зависят прежде всего от индивидуальных особенностей, морфологической структуры артерий и от возраста обследуемых.
Многие авторы отмечают, что скорость распространения пульсовой волны с возрастом увеличивается, при этом несколько в большей степени по сосудам эластического типа, чем мышечного. Такое направление возрастных изменений, возможно, зависит от понижения растяжимости стенок сосудов мышечного типа, что в какой-то мере может компенсироваться изменением функционального состояния ее мышечных элементов. Так, Н.Н. Савицкий приводит по данным Людвига (Ludwig, 1936) следующие нормы скорости распространения пульсовой волны в зависимости от возраста (см. таблицу).
Возрастные нормы скорости распространения пульсовой волны по сосудам эластического (Сэ) и мышечного (См) типов:
При сопоставлении средних значений Сэ и См, полученных В.П. Никитиным (1959) и К.А. Морозовым (1960), с данными Людвига (Ludwig, 1936) следует отметить, что они довольно близко совпадают.
Особенно повышается скорость распространения пульсовой волны по эластическим сосудам с развитием атеросклероза, о чем с очевидностью свидетельствует ряд анатомически прослеженных случаев (Ludwig, 1936).
Е.Б. Бабским и В.Л. Карпманом предложены формулы для определения индивидуально должных величин скорости распространения пульсовой волны в зависимости или с учетом возраста:
В этих уравнениях имеется одно переменное В- возраст, коэффициенты представляют собой эмпирические постоянные. В приложении (табл. 1) приведены индивидуально должные величины, высчитанные по этим формулам, для возраста от 16 до 75 лет. Скорость распространения пульсовой волны по эластическим сосудам зависит также от уровня среднего динамического давления. При повышении среднего давления скорость распространения пульсовой волны увеличивается, характеризуя усиление «напряженности» сосуда за счет пассивного растяжения его изнутри высоким артериальным давлением. При изучении упругого состояния крупных сосудов постоянно возникает необходимость определять не только скорости распространения пульсовой волны, но и уровень среднего давления.
Несоответствие между изменениями среднего давления и скоростью распространения пульсовой волны в известной степени связано с изменениями тонического сокращения гладкой мускулатуры артерий. Это несоответствие наблюдается при изучении функционального состояния артерий преимущественно мышечного типа. Тоническое напряжение мышечных элементов в этих сосудах меняется довольно быстро.
Для выявления «активного фактора» тонуса мускулатуры сосудистой стенки В.П. Никитин предложил определение соотношения между скоростью распространения пульсовой волны по сосудам мышечного (См) и скорости по сосудам эластического (Сэ) типов. В норме это соотношение (СМ/С9) составляет от 1,11 до 1,32. При усилении тонуса гладкой мускулатуры оно возрастает до 1,40-2,4; при понижении- уменьшается до 0,9-0,5. Уменьшение СМ/СЭ наблюдается при атеросклерозе, за счет увеличения скорости распространения пульсовой волны по эластическим артериям. При гипертонической болезни эти величины, в зависимости от стадии, различны.
Таким образом, при увеличении упругого сопротивления скорость передачи пульсовых колебаний нарастает и иногда достигает больших величин. Большая скорость распространения пульсовой волны является безусловным признаком увеличения упругого сопротивления артериальных стенок и уменьшения их растяжимости.
Скорость распространения пульсовой волны нарастает при органическом поражении артерий (увеличение Сэ при атеросклерозе, сифилитическом мезоаортите) или при усилении упругого сопротивления артерий за счет повышения тонуса их гладкой мускулатуры, растяжении стенок сосуда высоким артериальным давлением (увеличение См при гипертонической болезни, нейроциркуляторной дистонии гипертензивного типа). При нейроциркуляторной дистонии гипотонического типа уменьшение скорости распространения пульсовой волны по эластическим артериям связано в основном с низким уровнем среднего динамического давления.
На полученной полисфигмограмме по кривой центрального пульса (а. саrotis) определяется также время изгнания (5) - расстояние от начала подъема пульсовой кривой сонной артерии до начала падения ее главной систолической части.
Н.Н. Савицкий для более правильного определения времени изгнания рекомендует пользоваться следующим приемом (рис. 13). Проводим касательную прямую через пятку инцизуры а. саrotis вверх по катакроте, из точки отрыва ее от катакроты кривой опускаем перпендикуляр. Расстояние от начала подъема пульсовой кривой до этого перпендикуляра и будет временем изгнания.
Рис.13. Прием для определения времени изгнания (по Н.Н. Савицкому).
Проводим линию АВ, совпадающую с нисходящим коленом катакроты У места отхождененя ее от катакроты проводим линию СД, параллельную нулевой. Из точки пересечения опускаем перпендикуляр на нулевую линию. Время изгнания определяется расстоянием от начала подъема пульсовой кривой до места пересечения перпендикуляра с нулевой линией. Пунктиром показано определение времени изгнания по месту расположения инцизуры.
Рис.14. Определение времени изгнания (5) и времени полной инволюции сердца (Т) по кривой центрального пульса (по В.П. Никитину).
Время полной инволюции сердца (длительность сердечного цикла) Т определяется по расстоянию от начала подъема кривой центрального пульса (а. carotis) одного сердечного цикла до начала подъема кривой следующего цикла, т.е. расстояние между восходящими коленами двух пульсовых волн (рис. 14).
1. Малая медицинская энциклопедия. - М.: Медицинская энциклопедия. 1991-96 гг. 2. Первая медицинская помощь. - М.: Большая Российская Энциклопедия. 1994 г. 3. Энциклопедический словарь медицинских терминов. - М.: Советская энциклопедия. - 1982-1984 гг.
Пульсовая волна - – волна деформации стенок аорты, артерий, возникающая при сердечном выбросе крови, распространяемая по артериальным сосудам, затухая в области артериол и капилляров; скорость распространения пульсовой волны 8 13 м/с, превышает среднюю линейную… … Словарь терминов по физиологии сельскохозяйственных животных
пульсовая волна - распространяющаяся по аорте и артериям волна повышенного давления, вызванная выбросом крови из левого желудочка в период систолы … Большой медицинский словарь
ПУЛЬС - ПУЛЬС, pulsus^iaT. толчок), топчкообразные ритмические смещения стенок сосудов, вызванные движением крови, выбрасываемой сзрдцем История учения о П. начинается залет до нашей эры, когда китайский император Хоам Ту с придворным врагом Ли… … Большая медицинская энциклопедия
КАРДИОГРАФИЯ - (отгреч. cardia сердце и grapho пишу), запись движений сердца человека и животного без вскрытия грудной полости; впервые была произведена франц. физиологом Мареем (Магеу) в 1863 г. при помощи изобретенного им прибора. Современная модель этого… … Большая медицинская энциклопедия
СЕРДЦЕ - СЕРДЦЕ. Содержание: I. Сравнительная анатомия. 162 II. Анатомия и гистология. 167 III. Сравнительная физиология. 183 IV. Физиология. 188 V. Патофизиология. 207 VІ. Физиология, пат.… … Большая медицинская энциклопедия
Пульс - I (лат. pulsus удар, толчок) периодические, связанные с сокращениями сердца колебания объема сосудов, обусловленные динамикой их кровенаполнения и давления в них в течение одного сердечного цикла. Пульс определяется в норме пальпаторно на всех… … Медицинская энциклопедия
МЕРЦАТЕЛЬНАЯ АРИТМИЯ - МЕРЦАТЕЛЬНАЯ АРИТМИЯ, мерцание и трепетание предсердий и желудочков. 1. Мерцание предсердий. Нарушение ритма, к рое мы в наст, время называем мерцательной аритмией (Flimmerarhythmie немцев, fibrillation англичан), было известно уже давно. В 1836… … Большая медицинская энциклопедия
ПУЛЬС - – периодические толчкообразные колебания стенок кровеносных сосудов (артерий, вен), обусловленные сокращениями сердца. Артериальный пульс формируется колебаниями давления и кровенаполнения в артерии в течение сердечного цикла: в фазе систолы… … Энциклопедический словарь по психологии и педагогике
ПОРОКИ СЕРДЦА - ПОРОКИ СЕРДЦА. Содержание: I. Статистика. 430 II. Отдельные формы П. с. Недостаточность двустворчатого клапана. . . 431 Сужение левого атглю вентрикулярного отверстия. ". 436 Сужение устья аорты … Большая медицинская энциклопедия
ЭКСТРАПИРАМИДНАЯ СИСТЕМА - является старейшим в филогенетическом отношении мо торно тоническим механизмом, встречающимся уже у рыб. Основной частью ее служит полосатое тело corpus striatum, вследствие чего, несколько суживая анат. физиол. субстрат, ее иногда называют также … Большая медицинская энциклопедия
Пульс - (от лат. pulsus удар, толчок) синхронное с сокращением сердца периодическое расширение кровеносных сосудов, видимое глазом и определяемое на ощупь. Ощупывание (пальпация) артерий позволяет установить частоту, ритмичность, напряжение и др … Большая советская энциклопедия
Мы используем куки для наилучшего представления нашего сайта. Продолжая использовать данный сайт, вы соглашаетесь с этим. Хорошо
Когда сердце во время систолы перекачивает кровь в аорту, в первый момент растягивается только начальная часть аорты, т.к. инерция крови, находящейся в аорте, предупреждает немедленный отток крови на периферию. Однако возросшее давление в начальной части аорты преодолевает инерцию, и фронт волны, растягивающей стенку сосуда, распространяется дальше вдоль аорты. Это явление называют распространением пульсовой волны в артериях.
Скорость распространения пульсовой волны в аорте в норме составляет от 3 до 5 м/сек, в крупных артериальных ветвях - от 7 до 10 м/сек, а в мелких артериях - от 15 до 35 м/сек. В целом, чем больше емкость того или иного участка сосудистой системы, тем меньше скорость распространения пульсовой волны, поэтому скорость распространения пульсовой волны в аорте гораздо ниже, чем в дистальных отделах артериальной системы, где мелкие артерии отличаются меньшей податливостью сосудистой стенки и меньшей резервной емкостью. В аорте скорость распространения пульсовой волны в 15 раз меньше, чем скорость кровотока, т.к. распространение пульсовой волны представляет собой особый процесс, лишь незначительно влияющий на продвижение всей массы крови вдоль сосуда.
Сглаживание пульсовых колебаний давления в мелких артериях, артериолах и капиллярах. На рисунке показаны типичные изменения рисунка пульсового колебания по мере того, как пульсовая волна проходит по периферическим сосудам. Особое внимание следует обратить на три нижние кривые, где интенсивность пульсаций становится все меньше в мелких артериях, артериолах и, наконец, в капиллярах. В действительности, пульсовые колебания стенки капилляров наблюдаются, если резко увеличены пульсации в аорте или предельно расслаблены артериолы.
Снижение амплитуды пульсаций в периферических сосудах называют сглаживанием (или демпфированием) пульсовых колебаний. К этому приводят две основные причины: (1) сосудистое сопротивление кровотоку; (2) податливость сосудистой стенки. Сосудистое сопротивление способствует сглаживанию пульсовых колебаний стенки сосудов, потому что все меньший объем крови продвигается вслед за фронтом пульсовой волны. Чем больше сосудистое сопротивление, тем больше препятствий для объемного кровотока (и меньше его величина). Податливость сосудистой стенки также способствует сглаживанию пульсовых колебаний: чем больше резервная емкость сосуда, тем больший объем крови необходим, чтобы вызвать пульсацию во время прохождения фронта пульсовой волны. Таким образом, можно сказать, что степень сглаживания пульсовых колебаний прямо пропорциональна произведению сопротивления сосуда на его резервную емкость (или податливость сосудистой стенки).
Совсем не обязательно вводить иглу в артерию пациента для измерения артериального давления при обычном клиническом обследовании, хотя в ряде случаев применяют прямые методы измерения давления. Вместо этого используют непрямые методы, чаще всего аускультативный метод определения величины систолического и диастолического давления.
Аускультативный метод . На рисунке представлен аускультативный метод определения величины систолического и диастолического давления. Стетоскоп располагается в области локтевого сгиба над лучевой артерией. На плечо накладывается резиновая манжетка для нагнетания воздуха. Все время, пока давление в манжетке остается ниже, чем в плечевой артерии, стетоскоп не улавливает никаких звуков. Однако когда давление в манжетке увеличивается до уровня, достаточного для перекрытия кровотока в плечевой артерии, но только во время диастолического снижения давления в ней, можно услышать звуки, сопровождающие каждую пульсацию. Эти звуки известны как тоны Короткова.
Истинную причину тонов Короткова все еще обсуждают, однако главной причиной их появления, бесспорно, является то, что отдельным порциям крови приходится прорываться через частично перекрытый сосуд. При этом в сосуде, расположенном ниже места наложения манжетки, ток крови становится турбулентным и вызывает вибрацию, что является причиной появления звуков, слышимых при помощи стетоскопа.
Для измерения артериального давления аускультативным методом давление в манжетке сначала поднимают выше уровня систолического давления. Плечевая артерия при этом пережата таким образом, что кровоток в ней полностью отсутствует и тоны Короткова не слышны. Затем давление в манжетке постепенно понижают. Как только давление в манжетке становится ниже систолического уровня, кровь начинает прорываться через сдавленный участок артерии во время систолического подъема давления. В это время в стетоскопе слышны звуки, похожие на стук, возникающие синхронно с сердцебиениями. Давление в манжетке во время появления первого звука принято считать равным систолическому давлению в артерии.
По мере того, как давление в манжетке продолжает снижаться, характер тонов Короткова меняется: они становятся более грубыми и громкими. Наконец, когда давление в манжетке падает до уровня диастолического, артерия под манжеткой во время диастолы остается непережатой. Условия, необходимые для формирования звуков (прорыв отдельных порций крови через суженную артерию), исчезают. В связи с этим звуки внезапно становятся приглушенными, и после снижения давления в манжетке еще на 5-10 мм рт. ст. полностью прекращаются. Давление в манжетке во время изменения характера звука принято считать равным диастоличе-скому давлению в артерии. Аускультативный метод измерения систолического и диастолического давления не является абсолютно точным. Ошибка может составить 10% по сравнению с прямым измерением давления в артерии с помощью катетера.
Нормальный уровень артериального давления , измеренный аускультативным методом. На рисунке показаны нормальные уровни систолического и диастолического артериального давления в зависимости от возраста. Постепенное увеличение давления с возрастом объясняют возрастными изменениями регуляторных механизмов, контролирующих кровяное давление. В первую очередь почки ответственны за долговременную регуляцию артериального давления. Как известно, функция почек заметно меняется с возрастом, особенно у людей старше 50 лет.
Этот показатель дает возможность характеризовать упругое напряжение сосудистых стенок и является одним из наиболее надежных показателей упруго- вязкого состояния сосудов. СПВР зависит от силы сокращения левого желудочка и величины артериального давления и, естественно, от состояния стенок артерий. СПВР оценивается при синхронной записи сфигмограмм с двух и более точек сосудистой системы. Она определяется по формуле:
где С – СРПВ; L – истинная длина сосуда;
t – время запаздывания пульса на периферии.
Этот показатель на различных участках сосудистой системы у одного и того же исследуемого может быть разным. СРПВ выше в артериях с плотной сосудистой стенкой и высоким давлением крови.
Классическая методика предусматривает одновременную запись сфигмограмм сонной и бедренной артерий и позволяет определить СРПВ по сосудам эластического типа (по аорте). Пульсовые датчики устанавливают в области отчетливой пульсации сонной артерии и в середине пупартовой связки. Расчет СРПВ производят по вышеописанной формуле. Длину аорты измеряют сантиметровой лентой по проекции сосуда на поверхность тела. Измеряют расстояние от датчика сонной артерии до яремной вырезки грудины, от этой точки до пупка и от пупка до места установки датчика на бедренной артерии. Полученная таким способом величина отражает СРПВ по существу в нисходящей аорте и в норме колеблется от 450 до 800 см/с. СРПВ в аорте существенно зависит от возраста: она тем выше, чем больше возраст. Отклонения на ±80 см/с считаются нормальными.
СРПВ увеличиваетя при атеросклерозе аорты, гипертонической болезни, уплотнении сосудистой стенки. СРПВ измеряется также в других областях сосудистой системы
Методы исследования величины систолического, диастолического и среднего давления. Принцип метода состоит в том, что колебания артериальной стенки передаются на манжету, сжимающую конечность. В тот момент, когда давление в манжете снижается и становится несколько ниже систолического давления в плечевой артерии, начинают появляться первые осцилляции, которые и соответствуют максимальному (систолическому) давлению. Последующее понижение давления в манжете сопровождается увеличением осцилляций, а затем их уменьшением и осцилляции в последующем исчезают. Самые максимальные осцилляции соответствуют среднему артериальному давлению, а исчезновение их - диастолическому давлению.
Принцип определения давления в артериях как при осциллографии, так и при осциллометрии одинаковый. Разница заключается лишь в том, что в первом случае производится запись, а во втором – визуальное наблюдение. Артериальная осциллография также позволяет судить о тонусе сосудов, проходимости сосудистого русла (особенно при записи с симметричных участков конечностей), которая может быть нарушена при облитерирующем эндартериите, эмболии и т.д.
РЕОГРАФИЯ
Реография – бескровный метод исследования общего и органного кровообращения.
Метод основан на регистрации колебаний сопротивления живой ткани переменному току высокой частоты. При реографическом исследовании через участок тела человека пропускают переменный ток высокой частоты и малой силы. Ток создается генератором прибора и имеет частоту до 500 кГц, сила тока - не более 10 мА. Токи такой частоты и силы безвредны для организма, они не ощущаются исследуемым и не вызывают мышечных сокращений (вспомните лабильность тканей и наличие рефрактерности).
Живые ткани организма являются хорошими проводниками электрического тока. Электропроводность различных тканей неодинакова. Имеет значение содержание электролитов, белков, поляризационные свойства тканей. Наибольшей электропроводностью обладают кровь, спинномозговая жидкость, а наименьшей - кожа, кости.
Проходя через ткань, переменный ток встречает сопротивление (величина, обратная электропроводности). Электропроводность тканей обусловлена пульсирующим артериальным кровотоком и равномерным, почти не пульсирующим кровотоком в артериолах, капиллярах и венулах. Метод позволяет выделить компонент электрического сопротивления, обусловленного пульсовыми колебаниями кровенаполнения, который после усиления графически регистрируется. В этом и заключается сущность метода реографии. Реограмма отражает суммарное сопротивление всех тканей, находящихся в межэлектродном пространстве. Стало быть, эта кривая интегральная, но в генезе этой кривой решающая роль принадлежит пульсовым колебаниям кровенаполнения.
Метод реографии дает возможность исследовать гемодинамику любого органа, доступного исследованию и участка конечности. Реография позволяет дать характеристику артериального кровенаполнения, состояния тонуса артериальных сосудов, венозного оттока, микроциркуляции. Позволяет также оценить величину ударного и минутного объемов кровообращения. При использовании многоканального реографа и записи реограмм с различных участков тела можно судить о перераспределении крови в процессе исследования или при каких – либо воздействиях. Реограмма по своей форме напоминает сфигмограмму. Она состоит из восходящей части (анакроты) и катакроты (нисходящая часть). На последней располагаются 1–3 дополнительные волны. Анакрота отражает пульсовой прирост объема крови, вершина - приток и отток крови равны, катакрота соответствует венозному оттоку.
Методы контроля кровенаполнения тканей
и измерения скорости пульсовой волны
Скорость распространения пульсовой волны в аорте может составлять 4-6 м/сек, в артериях мышечного типа 8/12 м в сек. Линейная скорость кровотока по артериям обычно не превышает 0,5 м/сек.
Плетизмография (от греч. plethysmos - наполнение, увеличение + graphō - писать, изображать) - метод исследования сосудистого тонуса и кровотока в сосудах мелкого калибра, основанный на графической регистрации пульсовых и более медленных колебаний объема какой-либо части тела, связанных с динамикой кровенаполнения сосудов.
Метод фотоплетизмографии основан на регистрации оптической плотности исследуемой ткани (органа).
Физические основы кровотока (гемодинамики ).
Объёмной скоростью кровотока (Q) называют объём жидкости (V), протекающий в единицу времени через поперечное сечение сосуда:
Q = V / t (1)
Линейная скорость кровотока определяется отношением пути, проходимого частицами крови, ко времени:
υ = l / t (2)
Объёмная и линейная скорости связаны соотношением:
Q = υ · S , (3)
где S – площадь поперечного сечения потока жидкости.
Для сплошного течения несжимаемой жидкости выполняется уравнение неразрывности: через любое сечение струи в единицу времени протекают одинаковые объёмы жидкости.
Q = υ · S = const (4)
В любом сечении сердечно - сосудистой системы объёмная скорость кровотока одинакова .
Площадь суммарного просвета капилляров в 700-800 раз больше поперечного сечения аорты. С учётом уравнения неразрывности (4) это значит, что линейная скорость кровотока в капиллярной сети в 700-800 раз меньше, чем в аорте, и составляет примерно 1 мм / с . В покое средняя скорость кровотока в аорте лежит в интервале от 0.5 м / с до 1 м / с , а при большой физической нагрузке может достигать 20 м / с .
Рис. 2. Соотношение между суммарным поперечным сечением сосудистой системы (S) на разных уровнях (сплошная линия) и линейной скоростью кровотока (V) в соответствующих сосудах (штриховая линия):
Сила вязкого трения по формуле Ньютона:
F тр = - η · S ·(d υ / dy ), (5)
где η- коэффициент вязкости (динамическая вязкость), S – площадь соприкосновения контактирующих слоёв. У цельной крови коэффициент вязкости, измеренный на вискозиметре, составляет около 5 мПа·с, что в 5 раз больше вязкости воды . При патологических состояниях вязкость крови колеблется от 1.7 мПа·с до 22.9 мПа·с.
Кровь вместе с другими жидкостями, вязкость которых зависит от градиента скорости, относится к неньютоновским жидкостям. Вязкость крови неодинакова в широких и узких сосудах, причём влияние диаметра кровеносного сосуда на вязкость начинает сказываться при просвете менее 1 мм.
Ламинарное и турбулентное (вихревое ) течение . Переход от одного вида течения к другому определяется безразмерной величиной, называемой числом Рейнольдса:
Re = ρ < υ > d / η = < υ > d / ν , (6)
где ρ – плотность жидкости, <υ> - средняя по сечению сосуда скорость жидкости, d – диаметр сосуда, ν=η/ρ – кинематическая вязкость.
Критическое значение числа Рейнольдса Re кр
Для однородных жидкостей Reкр = 2300, для крови Reкр = 970±80, но уже при Re >400 возникают локальные завихрения в разветвлениях артерий и в области их крутых изгибов.
Формула Пуазейля, для объёмной скорости кровотока:
Q = π r 4 Δ p /8 η l , (7)
где Q – объёмная скорость кровотока, r – радиус сосуда, Δp – разность давлений на концах сосуда, η – вязкость крови.
Видно, что при заданных внешних условиях (Δp) через сосуд протекает тем больше крови, чем меньше её вязкость и чем больше радиус сосуда.
Формуле Пуазейля можно придать и такой вид:
Q = Δ p / R г ., (8)
В этом случае формула Пуазейля обнаруживает сходство с законом Ома.
Rг = 8ηl/πr4 отображает сопротивление сосудистого русла кровотоку, включая все факторы, от которых оно зависит. Поэтому Rг называют гемодинамическим сопротивлением (или общим периферическим сопротивлением сосудов).
Гемодинамическое сопротивление 3-х сосудов, соединённых последовательно и параллельно, вычисляется по формулам:
R г = R г 1 + R г 2 + R г 3 , (10)
R г = (1/ R г 1 + 1/ R г 2 + 1/ R г 3 ) -1 (11)
Из анализа модели разветвлённой сосудистой трубки следует, что вклад крупных артерий в R г незначителен , хотя общая длина всех артерий большого диаметра сравнительно велика .
Возникновение и распространение пульсовой волны
по стенкам сосудов обусловлено упругостью аортальной стенки. Дело в том, что во время систолы левого желудочка сила, возникающая при растяжении аорты кровью, направлена не строго перпендикулярно к оси сосуда и может быть разложена на нормальную и тангенциальную составляющие. Непрерывность кровотока обеспечивается первой из них, тогда как вторая является источником артериального импульса, под которым понимают упругие колебания артериальной стенки.
Пульсовая волна распространяется от места своего возникновения до капилляров, где затухает. Скорость её распространения можно рассчитать по формуле:
υ п = (E b /2 ρ r ) 1/2 , (12)
где Е – модуль Юнга сосудистой стенки, b – её толщина, r – радиус сосуда, ρ – плотность тканей сосудистой стенки.
Скорость пульсовой волны можно принять в качестве количественного показателя упругих свойств артерий эластического типа – тех свойств, благодаря которым они выполняют свою основную функцию.
Скорость пульсовой волны в аорте составляет 4 - 6 м / с , а в лучевой артерии 8 – 12 м / с . При склеротических имениях артерий повышается их жёсткость, что проявляется в нарастании скорости пульсовой волны.
Сфигмография
(греч. sphygmos пульс, пульсация + graphō писать, изображать) - метод исследования гемодинамики и диагностики некоторых форм патологии сердечно-сосудистой системы, основанный на графической регистрации пульсовых колебаний стенки кровеносного сосуда.
Сфигмографию осуществляют с помощью специальных приставок к электрокардиографу или другому регистратору, позволяющих преобразовывать воспринимаемые приемником пульса механические колебания стенки сосуда (или сопутствующие им изменения электрической емкости либо оптических свойств исследуемого участка тела) в электрические сигналы, которые после предварительного усиления подаются на регистрирующее устройство. Записываемую кривую называют сфигмограммой (СГ). Существуют как контактные (накладываемые на кожу над пульсирующей артерией), так и бесконтактные, или дистанционные, приемники пульса. Последние обычно используют для регистрации венного пульса - флебосфигмографии. Запись пульсовых колебаний сегмента конечности с помощью накладываемых по ее периметру пневматической манжеты или тензометрического датчика называют объемной сфигмографией.
Сфигмография применяется как самостоятельный метод исследования или входит в состав других методик, например механокардиографии, поликардиографии. Как самостоятельный метод С. используют для оценки состояния артериальных стенок (по скорости распространения пульсовой волны, амплитуде и форме СГ), диагностики некоторых заболеваний, в частности клапанных пороков сердца, неинвазивного определения ударного объема сердца по методу Вецлера - Бегера. По диагностическому значению С. уступает более совершенным методам, например рентгенологическим или ультразвуковым методам исследования сердца и сосудов, но в ряде случаев дает ценную дополнительную информацию и в связи с простотой исполнения доступна для применения в условиях поликлиники.
Рис. 1. Сфигмограмма сонной артерии в норме: а
- предсердная волна; b
-с
- анакрота; d
- поздняя систолическая волна; е-f
-g
- инцизура; g
- дикротическая волна, i
- преданакротический зубец; be
- период изгнания; ef
- протодиастолический интервал.
Артериальная сфигмограмма отражает колебания стенки артерии, связанные с изменениями давления в сосуде на протяжении каждого сердечного цикла. Выделяют центральный пульс, отражающий колебания давления в аорте (СГ сонных и подключичных артерий), и периферический пульс (СГ бедренной, плечевой, лучевой и других артерий).
На нормальной СГ сонной артерии (рис. 1 ) после низкоамплитудных волн а (отражает систолу предсердий) и зубца i (возникает в связи с изометрическим напряжением сердца) наблюдается крутой подъем основной волны b -с - анакрота, обусловленная открытием аортального клапана и переходом крови из левого желудочка в аорту. Этот подъем сменяется в точке с нисходящей частью волны - катакротой, формирующейся в результате преобладания в данный период в сосуде оттока крови над притоком. В начале катакроты определяется поздняя систолическая волна d , за которой следует инцизура efg . За время ef (протодиастолический интервал) происходит захлопывание аортального клапана, что сопровождается повышением давления в аорте, формирующим дикротическую волну g . Интервал времени, представленный отрезком b -e , соответствует периоду изгнания крови из левого желудочка.
СГ периферических артерий отличаются от кривых центрального пульса более округлыми очертаниями вершины основной волны, отсутствием волн а и i , иногда и инцизуры, более выраженной дикротической волной, часто появлением второй диастолической волны. Интервал между вершинами основной и дикротической волн бедренного пульса соответствует, по мнению Вецлера и Бегера (К. Wezler, A. Böger, 1939), времени основного колебания артериального пульса и используется для расчета ударного объема сердца.
При оценке формы артериальной СГ придают значение крутизне нарастания анакроты, характеру перехода ее в катакроту, наличию и расположению дополнительных зубцов, выраженности дикротической волны. Форма кривых центрального пульса в значительной мере зависит от периферического сопротивления. При низком периферическом сопротивлении СГ центральных артерий имеют круто поднимающуюся анакроту, острые вершины и глубокие инцизуры; при высоком периферическом сопротивлении изменения противоположны.
Абсолютные значения амплитуд отдельных компонентов СГ обычно не оцениваются, т. к. метод С. не имеет калибровки. Для диагностических целей соотносят амплитуды компонентов СГ с амплитудой основной волны. Аналогично вместо оценки абсолютных значений временных интервалов СГ используют их соотношение в процентах с общей продолжительностью систолической волны; это позволяет проводить временной анализ СГ независимо от частоты сердечных сокращений.
Синхронно записанные СГ центрального и периферического пульса используют для определения скорости распространения пульсовой волны по артериям; она вычисляется как частное от деления длины пути пробега волны на длительность интервала между началами анакрот пульса исследуемых артерий. Скорость распространения пульсовой волны в аорте (сосуде эластического типа) рассчитывают по СГ сонной и бедренной артерий, в периферических артериях (сосудах мышечного типа), - по объемным СГ, зарегистрированным на плече и нижней трети предплечья или на бедре и нижней трети голени. Отношение скорости распространения пульсовой волны по сосудам мышечного типа к скорости распространения пульсовой волны по сосудам эластического типа у здоровых людей находится в пределах 1,1-1,3. Скорость распространения пульсовой волны зависит от модуля упругости артериальной стенки; она увеличивается при повышении напряжения артериальных стенок или их уплотнения и изменяется с возрастом (от 4 м/с у детей до 10 м/с и более у лиц старше 65 лет).
Флебосфигмограмма регистрируется обычно с яремной вены. Основные элементы СГ яремной вены в норме представлены положительными волнами а , с , d и отрицательными - х- , у -коллапсами (рис. 2 ). Волна а отражает систолу правого предсердия, волна с обусловлена воздействием на яремную вену пульсации сонной артерии. Перед волной с иногда выявляется зубец b , совпадающий по времени с изометрическим напряжением желудочков сердца. Формирование х -коллапса на отрезке а- b обусловлено диастолой предсердий, на отрезке b -х - быстрым опорожнением полых вен в правое предсердие в результате оттягивания вниз атриовентрикулярной перегородки во время систолы правого желудочка, а также понижения внутригрудного давления вследствие изгнания крови в брюшную аорту. Следующая положительная волна d обусловлена заполнением полых вен и правого предсердия кровью при закрытом трикуспидальном клапане. После открытия клапана кровь из правого предсердия устремляется в правый желудочек, что способствует опорожнению полых вен, - наступает диастолический у -коллапс. По мере заполнения правого желудочка кровью скорость опорожнения предсердия уменьшается, давление в нем повышается, кровенаполнение вен примерно с середины диастолы желудочка вновь увеличивается, что отражается появлением на флебосфигмограмме второй диастолической волны d (застойная волна).
Рис. 2. Флебосфигмограмма яремной вены в норме: а - предсердная волна; b - зубец, отражающий изометрическое напряжение желудочков; с - передаточная волна пульса сонной артерии; d, d" - диастолические волны; х - систолический коллапс ; y - диастолический коллапс.
Диагностическое значение . Патологические изменения артериальных СГ при некоторых заболеваниях имеют определенную специфичность. При стенозе устья аорты на анакроте центральных СГ появляются зазубрины (анакротический пульс), время подъема анакроты удлиняется, иногда кривые приобретают вид петушиного гребня (рис. 3, а ). При гипертрофическом субаортальном стенозе (см. Кардиомиопатии) время подъема анакроты укорачивается, соотношение длительности анакроты и изгнания уменьшается. Недостаточность клапанов аорты проявляется резким возрастанием амплитуды всех волн, сглаживанием или исчезновением инцизуры на СГ центральных артерий (рис. 3, б ), появлением высокочастотных осцилляций на анакроте бедренного пульса (рис. 3, в ) и на всех объемных СГ нижних конечностей. При коарктации аорты амплитуда центральных СГ и объемных СГ верхних конечностей увеличена, длительность накроты СГ сонной артерии укорочена, вершина пульсовой волны расщеплена; СГ бедренной артерии и объемные СГ нижних конечностей представляют собой низкоамплитудные куполообразные волны, лишенные дикроты (треугольный пульс, рис. 3, г ). Облитерирующие и окклюзионные поражения периферических артерий проявляются на объемных СГ, зарегистрированных ниже места окклюзии, снижением амплитуды пульсовых волн (в тяжелых случаях регистрируется прямая линия) и отсутствием дикроты (монокротический пульс). При поражении сосуда одной конечности или неравномерной облитерации артерий в случаях их системного поражения имеет место разница амплитуд и формы кривых пульса на симметричных артериях. Преобладание коллатерального зависит от частоты сердцебиений; при тахикардии волна d уменьшена, волна d " отсутствует.
Техническая реализация метода фотоплетизмографии ,
параметры регистрируемого сигнала .
Пальцевая фотоплетизмография.
Исследуемым органом является концевая фаланга кисти или стопы.
(в дистальных фалангах пальцев кисти и стопы наиболее интенсивные значения артериального и венозного кровообращения.)
Анакрота
– восходящий участок пульсовой волны
Нисходящий участок пульсовой волны называется катакротой .
На нисходящем участке есть волна, называемая дикротической , обусловленная захлопыванием полулунных клапанов между левым желудочком сердца и аортой.
(А 2 ) образуется за счёт отражения объёма крови от аорты и крупных
магистральных сосудов и частично соответствует диастолическому периоду сердечного цикла.
Дикротическая фаза несет информацию о тонусе сосудов.
Вершина пульсовой волны соответствует наибольшему объёму крови, а её противолежащая часть – наименьшему объёму крови в исследуемом участке ткани.
Частота и продолжительность пульсовой волны зависят от особенностей работы сердца , а величина и форма её пиков – от состояния сосудистой стенки .
Волны первого порядка (I), или объемный пульс
Волны второго порядка (II) имеют период дыхательных волн
Волнами третьего порядка (III) называют все регистрируемые колебания с периодом, большим, чем период дыхательных волн
Использование метода фотоплетизмографии в медицинской практике .
После наложения на дистальную фалангу пальца руки или ноги датчика-прищепки и активации регистрации фотоплетизмограммы в интерфейсной части устройства выполняется последовательное измерение значений объемного пульса в различные фазы исследования воздействия на организм человека изучаемого фактора. Исследование объемного пульса при перемене положения конечности.
Механизм: Изменение сосудистых артериальных рефлексов при различных положениях конечности - превалирование сосудорасширяющего рефлекса при поднятии конечности вверх, при опускании конечности вниз превалирует сосудосуживающий рефлекс.
При развитии сосудосуживающего эффекта амплитуда пульсовых волн нарастает, при развитии сосудорасширяющего эффекта амплитуда пульсовых волн уменьшается.
Возможно выявить подвижность механизмов, регулирующих распределение крови, что имеет существенное значение при выявлении локальных капиллярных нарушений и сосудистых заболеваний на уровне всего организма.
Техника окклюзионной фотоплетизмографии
заключается в следующем: на уровне верхней трети плеча накладывается тонометрическая манжета и в нее нагнетается воздух до давления, на 30 мм рт. ст превышающее артериальное давление. Давление в манжете сохраняется в течение 5 минут, затем воздух быстро стравливается. В течении первых 30 секунд в норме возникает пиковое объемной и линейной скорости кровотока, постепенно снижающееся к 3-й минуте.
Декомпрессионный вариант:
В резиновую манжету, соединенную с манометром, нагнетается воздух до исчезновения периферического пульса. Затем с постоянной скоростью выпускается воздух. Когда давление в манжете соответствует артериальному, объем крови в пальце увеличивается, что проявляется появлением пульсации; когда давление соответствует венозному давлению, объем крови снова уменьшается. По экспериментальным данным такая методика регистрации артериального давления является наиболее точной и может использоваться при его уменьшении.
Изучаемые параметры фотоплетизмограммы:
По вертикальной оси изучаются амплитудные характеристики пульсовой волны, соответствующие анакротическому и дикротическому периоду. Несмотря на то, что эти параметры являются относительными, их изучение в динамике предоставляет ценную информацию о силе сосудистой реакции. В этой группе признаков изучаются:
1. амплитуда анакротической и дикротической волны,
Последний показатель имеет абсолютное значение и имеет собственные нормативные показатели.
По горизонтальной оси изучаются временные характеристики пульсовой волны, предоставляющие информацию о длительности сердечного цикла, соотношении и длительности систолы и диастолы. Эти параметры имеют абсолютные значения и могут сравниваться с существующими нормативными показателями.
 |
Амплитуда пульсовой волны или анакротической фазы (АПВ), определяется по вертикальной оси как: АПВ = В2-В1.
lНормативных значений не имеет, оценивается в динамике.
Амплитуда дикротической волны (АДВ), определяется по вертикальной оси как: АДВ = В4-В5.
lВ норме составляет 1/2 от величины амплитуды пульсовой волны.
Индекс дикротической волны (ИДВ), определяется в процентах как: ИДВ = ((В3-В5)/(В2 – В1))·100
lНормативное значение составляет%.
Длительность анакротической фазы пульсовой волны (ДАФ), определяется в секундах по горизонтальной оси как: ДАФ = В3-В1
Длительность дикротической фазы пульсовой волны (ДДФ), определяется в секундах по горизонтальной оси как: ДДФ = В5-В3 .
lНормативное значение не установлено.
Длительность пульсовой волны (ДПВ ) , определяется в секундах по горизонтальной оси как: ДПВ = В5-В1.
lНормативные значения по возрастным группам:
Возраст, лет | Длительность пульсовой волны, сек |
Длительность систолической фазы сердечного цикла (ДС), определяется в секундах по горизонтальной оси как: ДС = В4-В1.
lНормативный параметр вычисляемый, равен произведению длительности ДПВ и 0.324.
Длительность диастолической фазы сердечного цикла (ДД), определяется в секундах по горизонтальной оси как: ДД = В5-В4.
lВ норме равна остатку вычитания длительности систолы от общей продолжительности пульсовой волны.
Частота сердечных сокращений (ЧСС), определяется в ударах в минуту как: ЧСС = 60/ДПВ.
lНормативные значения частоты сердечных сокращений по Кассирскому:
Возраст, лет | ЧСС в мин |
Методики клинической фотоплетизмографии (часть 3).
Перечисленные количественные показатели не предоставляют исчерпывающую информацию о характере пульсовой волны. Немаловажное значение имеет качественная оценка формы пульсовых волн нередко имеющее решающее значение. При анализе формы пульсовых волн привлекаются термины, заимствованные из клинической практики, такие, как pulsus tardus, pulsus celer.
При повышенном периферическом сопротивлении, например, при сочетании атеросклероза и гипертонической болезни, а особенно у больных аортальным стенозом форма пульсовых волн соответствует pulsus tardus: подъем пульсовой волны пологий, неравномерный, вершина смещается к концу систолы («позднее систолическое выпячивание»).
https://pandia.ru/text/78/415/images/image011_47.gif" height="1 src=">
Рис 4 Пульсовые волны типа pulsus tardus при повышенном периферической сопротивлении.
При низком периферическом сопротивлении и большом систолическом выбросе, характерном больным с аортальной недостаточностью, пульсовые волны имеют вид pulsus celer:подъем пульсовой волны имеет крутой подъем, быстрое снижение и малозаметную инцизуру. Между локализацией инцизуры, величиной периферического сопротивления и упругим состоянием артерий отмечается определенная зависимость: при пониженной эластичности сосудов инцизура приближается к вершине, а при вазодилятации не выходит за пределы нижней половины пульсовой кривой.
https://pandia.ru/text/78/415/images/image013_12.jpg" width="397" height="132">
Рис 6. Симптом «петушиного гребня». Симптомы получены в момент избыточного воздействия дозы инфракрасного терапевтического лазера.
https://pandia.ru/text/78/415/images/image015_14.jpg" width="225" height="110">
Рис 8. Ступенька на вершине пульсовой волны.
https://pandia.ru/text/78/415/images/image017_14.jpg" width="339" height="254 src=">
Рис 10. Отсутствие дикротической волны на пульсограмме у больной сахарным диабетом.
Кроме того, зарегистрированы следующие патологические отклонения при различных заболеваниях:
r отсутствие дикротического зубца указывает на наличие атеросклероза, гипертонической болезни
(рис 10)
;
r различие объемного пульса на руках и ногах может указывать на коарктацию аорты;
r слишком большой объемный пульс – возможно, у больного незаращенный боталлов проток;
r при облитерирующем эндартериите амплитуда пульсовых волн снижена на всех пальцах пораженной конечности;
r при проведении функциональной пробы с переменой положения конечности у больных в начальной фазе облитерирующего эндартериита резко снижен сосудорасширяющий эффект при подъеме ноги (невысокая амплитуда пульсовых волн) и значительно выражен сосудосуживающий эффект при опускании ноги;
r при проведении функциональной пробы с переменой положения конечности у больных с облитерирующим атеросклерозом в стадии субкомпенсации при опускании конечности амплитуда пульсовых волн значительно уменьшается.
1. В период с 8 до 18 лет амплитуда пульсовой волны имеет тенденцию к увеличению, с 19 до 30 лет стабилизируется, после 50-ти амплитуда пульсовой волны вновь нарастает.
2. По наблюдениям (1967) пульсовые волны у детей отличаются крутым подъемом. Вершина кривой имеет округлые очертания. Инцизура у 72% здоровых детей располагается в верхней или средней трети пульсовой волны, у 28% - в нижней трети пульсовой волны. У абсолютного большинства детей инцизура и начальная диастолическая волна отчетливо выражены.
3. Половые различия – у девочек до 16 лет по сравнению с мальчиками, амплитуда пульсовой волны выше.
1. Величина объемного пульса не зависит от времени года, но сосудистые реакции легче вызываются в июле и августе (Hetzman 1948).
2. При магнитных бурях, прохождении атмосферных фронтов и других колебаниях погоды возникают большие колебания периферического капиллярного кровообращения, особенно у больных ревматизмом – возрастает количество реакций, указывающих на расширение сосудов. При контрольном измерении во время физиотерапевтических процедур отмечается явное уменьшение неповреждающей дозы физического фактора.
При сокращении сердечной мышцы (систола) кровь выбрасывается из сердца в аорту и отходящие от нее артерии. Если бы стенки этих сосудов были жесткими, то давление, возникающее в крови на выходе из сердца, со скоростью звука передалось бы к периферии. Упругость стенок сосудов приводит к тому, что во время систолы кровь, выталкиваемая сердцем, растягивает аорту, артерии и артериолы, т. е. крупные сосуды воспринимают за время систолы больше крови, чем ее оттекает к периферии. Систолическое давление человека в норме равно приблизительно 16 кПа. Во время расслабления сердца (диастола) растянутые кровеносные сосуды спадают и потенциальная энергия, сообщенная им сердцем через кровь, переходит в кинетическую энергию тока крови, при этом поддерживается диастолическое давление, приблизительно равное 11 кПа.
Распространяющуюся по аорте и артериям волну повышенного давления, вызванную выбросом крови из левого желудочка в период систолы, называют пульсовой волной.
Пульсовая волна распространяется со скоростью 5-10 м/с и даже более. Следовательно, за время систолы (около 0,3 с) она
Должна распространиться на расстояние 1,5-3 м, что больше расстояния от сердца к конечностям. Это означает, что начало пульсовой волны достигнет конечностей раньше, чем начнется спад давления в аорте. Профиль части артерии схематически показан на рис. 9.6: а - после прохождения пульсовой волны, б - в артерии начало пульсовой волны, в - в артерии пульсовая волна, г - начинается спад повышенного давления.
Д1ульсовой волне будет соответствовать пульсирование скорости кровотока в крупных артериях, однако скорость крови (максимальное значение
0,3-0,5 м/с) существенно меньше скорости распространения пульсовой волны.
Из модельного опыта и из общих представлений о работе сердца ясно, что пульсовая волна не является синусоидальной (гармонической). Как всякий периодический процесс, пульсовая волна может быть представлена суммой гармонических волн (см. § 5.4). Поэтому уделим внимание, как некоторой модели, гармонической пульсовой волне.
Предположим, что гармоническая волна [см. (5.48)] распространяется по сосуду вдоль оси X со скоростью v. Вязкость крови и упруговязкие свойства стенок сосуда уменьшают амплитуду волны. Можно считать (см., например, § 5.1), что затухание волны будет экспоненциальным. На основании этого можно записать следующее уравнение для пульсовой волны:
где р 0 - амплитуда давления в пульсовой волне; х - расстояние до произвольной точки от источника колебаний (сердца); t - время; ω - круговая частота колебаний; χ - некоторая константа, определяющая затухание волны. Длину пульсовой волны можно найти из формулы
Волна давления представляет некоторое «избыточное» давление. Поэтому с учетом «основного» давления р а (атмосферное давление или давление в среде, окружающей сосуд) можно изменение Явления записать следующим образом:
Как видно из (9.14), по мере продвижения крови (по мере увеличения х) колебания давления сглаживаются. Схематично на рис. 9.7 показано колебание давления в аорте вблизи сердца (а) и в артериолах (б). Графики даны в предположении модели гармонической пульсовой волны.
На рис. 9.8 приведены экспериментальные графики, показывающие изменение среднего значения давления и скорости v кр кровотока в зависимости от типа кровеносных сосудов. Гидростатическое давление крови не учитывается. Давление - избыточное над атмосферным. Заштрихованная область соответствует колебанию давления (пульсовая волна).
Скорость пульсовой волны в крупных сосудах следующим образом зависит от их параметров (формула Моенса-Кортевега).
