ОБЗОРНЫЕ СТАТЬИ
УДК 611.13-07:612.15
СКОРОСТЬ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ПУЛЬСОВОЙ ВОЛНЫ И ЭЛАСТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МАГИСТРАЛЬНЫХ АРТЕРИЙ: ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ИХ МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА, ВОЗМОЖНОСТИ ДИАГНОСТИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ
О.В. Илюхин, Ю.М. Лопатин
Кафедра кардиологии с функциональной диагностикой ФУВ ВолГМУ
PULSE WAVE VELOCITY AND ELASTIC FEATURES OF MAGISTRAL ARTERIES: FACTORS, AFFECTING THEIR MECHANICAL PROPERTIES AND POSSIBILITIES OF THEIR DIAGNOSTIC EVALUATION
O.V. Ilyukhin, Yu.M. Lopatin
Abstract. The paper presents a digest of methods of evaluation of pulse wave velocity and their clinical significance.
Key words: pulse wave velocity, arteries, compliance
Основными свойствами сосудистой стенки, определяющими ее эластичность, являются податливость, растяжимость и жесткость. Податливость, или как используют в западной литературе термин "комплайнс", представляет собой изменение напряжения сосудистой стенки и зависимость объема крови от давления. Следовательно, напряжение стенки зависит в основном от соотношения эластических и коллагеновых волокон: если преобладают коллагеновые волокна, то артериальная стенка будет более жесткой, и наоборот, если эластические - более мягкой и податливой. Растяжимость сосуда зависит от способности диаметра сосуда изменяться в ответ на изменение внутрисосудистого давления. Обратной величиной растяжимости является жесткость. Растяжимость артериальной стенки может быть оценена по показателям скорости пульсовой волны (СПВ) .
С помощью СПВ в клинической практике и научной деятельности можно оценить сосудистый тонус, составить представление о состоянии регионарного кровотока, об органической или функциональной природе сосудистых изменений,
изучить фармакодинамику вазоактивных лекарственных средств . В клинической практике жесткость артерий определяется с помощью доп-плерографии и эхокардиографии (ЭхоКГ), которые позволяют определить не только скорость кровотока, но и толщину стенки, просвет сосуда, оценить характеристики сердечного выброса . Недостатком данной методики является исследование артерии на небольшом участке и использование дорогостоящего оборудования . Предлагается внедрение метода определения СПВ с помощью компьютеризированной фотоплетизмографии, который заключается в регистрации инфракрасным датчиком периферической пульсовой волны с указательного пальца и в цифровой обработке ее объемных характеристик.
Одним из наиболее простых неинвазивных, хотя и забытых методов определения СПВ является механокардиографический способ регистрации сфигмограмм. С помощью сфигмографи-ческого метода возможно оценить состояние артерий за счет изменения диаметра поперечного сечения сосуда в различные моменты сердечного цикла. С каждым сокращением сердца давле-
ние в артериях возрастает, диаметр поперечного сечения сосуда увеличивается, затем все приходит к исходному состоянию. Весь этот цикл получил название артериального пульса, а запись его в динамике - сфигмограммы. Метод основан на синхронной регистрации сфигмограмм с двух и более точек сосудистой системы. Различают сфигмограммы центрального пульса (запись производится на крупных артериях, близко расположенных к сердцу, - подключичной, сонной) и периферического (регистрация осуществляется с более мелких артериальных сосудов).
С учетом морфологического строения артерий различают СПВ по сосудам эластического (на участке aa. carotis - femoralis) и мышечного (aa. carotis - radialis) типов. Обычно датчики накладывают над областью сонной, бедренной и лучевой артерий и производят синхронную запись, иногда параллельно регистрируют электрокадио-грамму. Морфология кривых, записанных с крупных и периферических сосудов, неодинакова. Более сложную структуру имеет кривая сонной артерии (рис.). Она начинается с небольшой по амплитуде волной "а" (предсистолическая волна), за которой следует крутой подъем (анакро-та "а-б"), соответствующий периоду быстрого изгнания крови из левого желудочка в аорту (запаздывание между открытием клапанов аорты и появлением пульса на сонной артерии равно »0,02 с), затем на некоторых кривых можно увидеть мелкие осцилляции. В дальнейшем кривая резко опускается книзу (дикротиче-ская волна "в-г"). Эта часть кривой отражает период медленного поступления крови в сосудистое русло (под меньшим давлением). В конце этой части кривой, соответствующей окончанию систолы, отчетливо регистрируется выемка (ин-цизура "б") - конец фазы изгнания. В ней можно отмерить короткий подъем ("б""), вызванный захлопыванием полулунных клапанов аорты, что соответствует моменту выравнивания давления в аорте и желудочке (по H.H. Савицкому).
экг 1 II il i / ÄS* / /
С<\ >Г 6 б fi
а рте ри! 1 Ч
о е. pei ^но i 1
Г.....т т 1
Рис. Морфология сфигмограмм
Затем кривая постепенно снижается (пологий спуск), на спуске в большинстве случаев видно небольшое возвышение. Эта часть кривой отражает диастолический период сердечной деятельности.
Морфология кривой периферического пульса менее сложна. В ней различают 2 колена: восходящее - анакрота "а" (обусловленное внезапным подъемом давления в исследуемой артерии) с добавочной дикротической волной "6", и нисходящее (см. рисунок). Синхронная запись сфигмограмм с сонной, бедренной и лучевой артерий вместе с данными протяженности сосудов позволяет определить скорость распространения пульсовой волны с помощью компьютерной программы или ручным способом .
СПВ - это динамическая величина, и она не может быть постоянной у одного и того же человека. Скорость распространения пульсовой волны зависит от морфологического строения сосуда (эластический или мышечный типы), его диаметра или поперечного сечения просвета, жесткости сосудистой стенки, состояния свертывающей и про-тивосвертывающей систем крови, нарушения ли-пидного и углеводного обменов, возраста, артериального давления (АД), частоты сердечных сокращений (ЧСС), антропометрических данных и ряда других показателей . Рассмотрим основные из них.
Эластичность сосудистой стенки непосредственно связана с ее морфологическим строением, причем имеют значения как количественные характеристики, так и особенности их структуры и физико-химических свойств . Упругие свойства сосудов определяются эластином, коллагеном и упорядоченно расположенными гладко-мышечными клетками. В крупных, магистральных артериях на долю эластина и коллагена приходится до 50 % сухого веса. Соотношение между ними в разных участках сосудистого русла различно . Содержание и соотношение структурных элементов во многом определяет биомеханику сосудистой стенки . Не менее важное значение, чем количественное содержание структурных элементов, имеет и их взаимное расположение .
На скорость распространения пульсовой волны оказывает влияние изменение просвета сосуда или его диаметр. Вазомоторная активность артерий изменяется в течение сердечного цикла. В 1961 г. Ь. Вате! е! а1. произвели одновременную запись диаметра аорты и артериального давления у собаки в ходе сердечного цикла. В 1979 г. при записи изменения внешнего диаметра общей сонной артерии в ходе сердечного цикла, был сделан вывод о существовании феномена гистерезиса для кривых зависимости диаметр - давление в ходе сердечного цикла, выраженность которого зависит от величины пульсового давления .
ВЕСТНИК ВолГМУ
Феноменология гистерезиса кривых диаметра для фаз нагрузки-разгрузки сосуда давлением обусловлена изменением упругих свойств сосудистой стенки, которые, в свою очередь, определяются деятельностью комплекса компонентов стенки сосуда - гладкой мускулатуры, эластина и коллагена . Эластин и коллаген являются пассивными компонентами стенки, их деятельность по ограничению растяжения артерии ограничена и носила бы постоянный однотипный характер, не обеспечивая рассмотренных особенностей перестройки свойств стенки сосуда. Быстрая перестройка механических свойств артериальной стенки за период одного сердечного цикла, очевидно, связана с работой функционально-лабильного компонента стенки - гладкой мускулатуры. Известно, что гладкая мускулатура за счет изменения своей активности способна значительно влиять на процесс, противостоящий растяжению, что проявляется изменением биомеханических характеристик сосуда. Процесс ва-зодилатации нарушается за счет изменений в сосудистой стенке в процессе старения, при атеросклерозе, сердечной недостаточности, гиперхоле-стеринемии, диабете, уремии, менопаузе .
На СПВ в большей степени оказывает влияние уровень систолического АД и пульсовое давление. Пульсовое давление ассоциируется с величиной массы миокарда левого желудочка и, следовательно, со степенью гипертрофии левого желудочка. Повышение систолического АД и пульсового давления имеет прямую зависимость с увеличением ригидности сосудов, что приводит к возрастанию СПВ. По мнению ряда авторов, пульсовое давление можно считать реальным показателем возраста артерий, который далеко не всегда соответствует биологическому возрасту человека . В меньшей степени на показатели эластичности артериальной стенки оказывает влияние уровень диастолического АД. Выявлена прямая корреляционная зависимость между средним АД (Ср.АД) и величиной СПВ, причем, по мнению авторов, значения Ср.АД в большей степени могут оказывать влияние на изменения показателей эластичности сосудистой стенки .
На скорость распространения пульсовой волны оказывает влияние жесткость сосудистой стенки. СПВ характеризует упругое напряжение сосудистых стенок и возрастает с увеличением жесткости артерий. Так, у лиц с растяжимыми артериями СПВ более низкая, и отраженная волна возвращается в восходящую аорту в период диастолы. При ригидных артериях СПВ возрастает, и отраженная волна возвращается раньше, во время систолы, что проявляется в увеличении систолического и пульсового давлений и постнагрузки на левый желудочек. По литературным данным, чем выше ригидность аорты, тем хуже
субэндокардиальный кровоток, что, в свою очередь, приводит к усилению субэндокардиальной ишемии миокарда .
Известно, что на жесткость артерий и СПВ оказывает влияние возраст, причем выявлена прямая корреляционная зависимость между этими показателями. В норме СПВ изменяется в течение жизни и в основном по артериям эластического типа, нежели мышечного за счет эволюционных изменений в стенках сосудов. С возрастом жесткость сосудистой стенки возрастает за счет увеличения содержания коллагеновых волокон, а податливость артериальной стенки снижается вследствие дегенерации ткани, отвечающей за эластичность сосудов. Предложено большое количество формул для определения индивидуально должных величин скорости распространения пульсовой волны в зависимости от возраста. Так, по литературным данным , полученным в разное время, СПВ в одинаковых возрастных промежутках имеет практически схожие показатели: в 20-44 года СПВ по артериям эластического типа составляет 6,6-8,0 м/с, а СПВ по артериям мышечного типа - 6,8-7,4 м/с; в 4570 лет - СПВ по артериям эластического типа составляет 8,5-9,7 м/с, а СПВ по артериям мышечного типа - 7,4-9,3 м/с.
Известно, что выполнение физических нагрузок также вызывает ряд изменений в показателях упругости сосудистой стенки. Исследования эластического сопротивления артериальной системы широко используются в спортивной медицине. При изучении функциональных изменений со стороны центральной гемодинамики (АД, периферическое сосудистое сопротивление, минутный, ударный объемы сердца) и реакции упругости артериальной стенки, которые оценивались как модуль упругости, у спортсменов при выполнении значительных физических нагрузок, отмечено, что при выполнении работы происходит существенное увеличение эластического сопротивления стенки артерий, была выявлена прямая зависимость модуля упругости от уровня пульсового давления и длительности диастолы. Увеличение сопротивления сосудистой стенки в данном случае является адаптационным механизмом артериального русла, который препятствует депонированию крови в результате усиления интенсивности кровотока.
Частота сердечных сокращений, согласно данным большинства исследований, не оказывает существенного влияния на СПВ, но, в частности у женщин, СПВ может дополнительно зависеть от частоты пульса, при этом по данным необходимо учитывать рост и окружность талии . Большинство авторов склоняются к мнению, что показатели упругости сосудов как у нормотен-зивных пациентов, так и гипертоников в значитель-
ной степени ассоциируются с АД и возрастом и не имеют четкой корреляции с величиной ЧСС .
На состояние артериальной стенки, и, в первую очередь, для сосудов мышечного типа, может оказывать влияние и функция эндотелия. R. Furchgott и J. Zawadzki (1980) впервые заговорили о самостоятельной роли эндотелия сосудов в регуляции сосудистого тонуса. Авторы обнаружили способность изолированной артерии к самостоятельному изменению своего мышечного тонуса в ответ на действие ацетилхолина без участия центральных (нейрогуморальных) механизмов. Главная роль в этом отводилась эндоте-лиальным клеткам, которые были охарактеризованы авторами как "сердечно-сосудистый эндокринный орган, осуществляющий в критических ситуациях связь между кровью и тканями" .
Известно, что эндотелий сосудов регулирует местные процессы гемостаза и миграции клеток крови в сосудистую стенку. В норме эндотелий синтезирует вещества, расслабляющие гладко-мышечные клетки сосудистой стенки, и, в первую очередь, оксид азота (NO) и его производные (эндотелиальные факторы релаксации - ЭФР), а также простациклин и эндотелий-зависимый фактор гиперполяризации . ЭФР-NO, образуемый эндотелием сосудов, повышает местную перфузию, стимулирует продукцию про-стагландинов, тем самым влияя на АД. Оксид азота выполняет важную функцию в регуляции коронарного кровотока: расширяет или сужает просвет сосудов в соответствии с потребностью. Увеличение тока крови, например при физической нагрузке, приводит к механическому раздражению эндотелия. Это механическое раздражение стимулирует синтез NO, который вызывает расслабление мышц сосудов и таким образом вызывая вазодилятацию. С возрастом эндотели-альный синтез окиси азота уменьшается, и в равной степени развивается усиленная реактивность эндотелия в отношении сосудосуживающих факторов. Кроме непосредственного действия на компоненты сосудистой стенки, NO оказывает действие и на активность форменных элементов крови, в частности эффективно ингибирует как агрегацию, так и адгезию тромбоцитов и лейкоцитов к эндотелию сосудов , активирует выделение ренина юкстагломерулярными клетками . Помимо этого, ЭФР-NO не только регулирует сосудистый тонус, но и предотвращает патологическое ремоделирование сосудистой стенки, прогрессирование атеросклероза .
С другой стороны, происходит синтез веществ с вазоконстрикторным действием - эндо-телиальных факторов констрикции: сверхокис-ленных анионов, вазоконстрикторных простанои-дов типа тромбоксана А2, а также эндотелина-1 и др. При длительном воздействии различных повреждающих факторов на сосудистый эндотелий происходит постепенное истощение его ком-
пенсаторной "дилатирующей" способности, и в последующем даже на обычные стимулы эндоте-лиальные клетки начинают реагировать вазокон-стрикцией и пролиферацией гладкомышечных клеток сосудистой стенки. Поэтому под эндоте-лиальной дисфункцией (ЭД) подразумевают дисбаланс между факторами, обеспечивающими эти взаимодействия .
Увеличение давления в сосуде при постоянной скорости кровотока ингибирует выделение ЭФР . Кроме того, установлено, что длительное действие артериального давления на стенку артерий способствует морфологической перестройке ее компонентов и приводит к извращенному сосудодвигательному ответу . В меньшей степени на состояние артериальной стенки оказывают влияние такие показатели, как вязкость крови, генетические особенности, этнические факторы, состояние ре-нин-ангиотензиновой системы, изменения электролитного состава крови и т. п. По мнению ряда авторов, эластические свойства артериальной стенки вне зависимости от патологии, главным образом, зависят от возраста и уровня систолического АД .
Изучение упруго-вязких свойств даже при помощи катетеризационных методов и в настоящее время является весьма сложной задачей. Это связано с тем, что у исследуемой модели (в литературе нередко называемой аортальной компрессионной камерой) нельзя применить линейные математические зависимости. Основные проблемы имеют принципиальный характер и связаны прежде всего с тем, что поступление крови из левого желудочка в сосудистое русло осуществляется в виде дискретных выбросов, которые и ответственны за волновые процессы в артериях . Как мы уже указывали выше, в широкой медицинской практике наибольшее распространение получили методы, основанные на регистрации сфигмограмм или осцилографии.
Осциллография или артериальная осциллография - метод исследования артериальных сосудов, позволяющий судить об эластичности сосудистых стенок, величине максимального, минимального и среднего АД. Метод основан на принципе регистрации колебательных процессов, происходящих в артериальных сосудах. Осциллография дает более точные сведения об АД и позволяет рассчитывать некоторые дополнительные показатели функционального состояния сосудистой стенки.
Для регистрации осциллограмм используют аппараты различных систем. Одним из первых осциллографов был прибор, сконструированный Л.И. Усковым в 1904 г. Основой этого и других современных аппаратов является датчик, обеспечивающий пропорциональность выходной величины давлению по обе стороны регистрирующей мембраны. Запись осциллограммы осуще-
ВЕСТНИК ВолГМУ
ствляется самописцем на градуированной (в мм рт.ст.) бумаге. При регистрации осциллограммы больной должен избегать всякого напряжения и движения.
Сфигмография используется значительно чаще и основана на изучении колебаний артериальной стенки, обусловленных выбросом ударного объема крови в артериальное русло. С каждым сокращением сердца увеличивается давление в артериях и имеет место прирост их поперечного сечения, затем происходит восстановление исходного состояния. Весь этот цикл превращений и получил название артериального пульса, а запись его в динамике - сфигмограммы. Различают сфигмограммы центрального пульса (запись производится на крупных артериях, близко расположенных к сердцу, - подключичной, сонной) и периферического (регистрация осуществляется с более мелких артериальных сосудов). В последние годы для регистрации сфигмограммы используют пьезоэлектрические датчики, что позволяет не только достаточно точно воспроизвести кривую пульса, но и измерить скорость распространения пульсовой волны.
Сфигмограмма имеет определенные опознавательные точки и при синхронной записи с ЭКГ и ФКГ позволяет анализировать фазы сердечного цикла раздельно для правого и левого желудочков. Технически записать сфигмограмму несложно. Обычно одновременно накладывают 2 и более пьезодатчиков или производят синхронную запись с электро- и фонокардиограммами .
В последние годы все большее внимание уделяется определению СПВ. 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 .
Для определения скорости распространения пульсовой волны производится одновременная регистрация сфигмограмм с сонной, бедренной и лучевой артерий. Приемники (датчики) пульса устанавливаются: на сонной артерии - на уровне верхнего края щитовидного хряща (лучше пальпировать пульсацию на участке шеи в месте, где трахея и кивательная мышца соприкасаются), на бедренной артерии - в месте выхода ее из-под пупартовой связки (лучше несколько ниже связки, для лучшей регистрации сигнала), на лучевой артерии - в месте пальпации пульса. Правильность наложения датчиков пульса производят
под визуальным контролем монитора .
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.
При изучении СПВ каротидно-радиальный участок условно соответствует мышечному типу артерий и измеряется следующим образом: сумма расстояний от места постановки датчика на сонной артерии до головки плечевой кости и от головки плечевой кости до места наилучшей регистрации пульса на лучевой артерии. Длина артерии (О) эластического типа определялась суммой расстояний от яремной вырезки грудины до пупка и до места регистрации пульса на а. femoralis.
При ручной обработке сфигмограммы необходимо определение еще одного показателя -времени запаздывания пульса (/) на дистальном отрезке артерии по отношению к центральному пульсу, которое определяется обычно по расстоянию между началами подъема кривых центрального и периферического пульса или по расстоянию между местами изгиба на восходящей части сфигмограмм .
Для вычисления СПВ (С) теперь необходимо путь, пройденный пульсовой волной (расстояние между приемниками пульса), разделить на время запаздывания пульса: 0 = йА. В автоматических системах типа компьютерной приставки Со!эоп (СатрПог) определение временного показателя осуществляется соответствующей программой. Измерения повторяют и рассчитывают среднее время задержки не менее чем за 10 сердечных циклов. При проведении исследования с помощью данного прибора необходимо учитывать, что результаты можно считать объективными при коэффициенте репрезентативности не менее 0,890 и коэффициенте повторяемости 0,935 соответственно .
Внедрение в клиническую практику ЭхоКГ позволило проводить точную и достоверную оценку целого ряда показателей эластичности стенки магистральных артерий. Появилась возможность определения растяжимости, жесткости аорты, отраженной волны давления . Отраженная волна возникает в месте бифуркации аорты и на уровне сосудов, обладающих максимальным сосудистым сопротивлением. В норме ОВ возвращается в аорту в момент диастолы, чем в значительной степени способствует эффективной коронарной перфузии миокарда . При оценке состояния сосудистой стенки важным показателем является индекс, определяемый как отношение сечения медии/диаметр просвета. Известно, что повышение этого индекса харак-
терно для больных с АГ.
Разумеется, мы рассмотрели далеко не все методы и способы оценки эластических свойств магистральных артерий. В данной работе был сделан анализ наиболее используемых показателей в клинической практике. С нашей точки зрения наиболее применимой является методика компьютерного анализа с помощью автоматизированной приставки типа Colson (Complior), прибора, который хорошо зарекомендовал себя в ряде многоцентровых международных исследований.
ЛИТЕРАТУРА
1. Алмазов В.А., Беркович О.А., Ситников М.Ю. и др. // Кардиология. - 2001. - № б. - С. 26-29.
2. Беленков Ю.Н., Мареев В.Ю., Агеев Ф.Т. // Кардиология. - 2001. - № б. - С. 4-9.
3. Гогин Е.Е. Гипертоническая болезнь. - М, 1997. - 400 с.
4. Затейщиков Д.А., Минушкина Л.О., Кудряшо-ва О.Ю. и др. // Кардиология. - 1999. - № 6. - С. 14-17.
б. Затейщикова А.А., Затейщиков Д.А. // Кардиология. - 1998. - № 9. - С. 68-78.
6. Лебедев Н.А., Калакутский Л.И., Горлов А.П. и др. // Новые информационные технологии в медицине, биологии, фармакологии и экологии: матер. XI международной конференции. - Украина, Ялта. - 2003. - С. 58.
7. Казачкина С.С., Лупанов В.П., Балахонова Т.В. // Серд. недостаточность. - 2003. - Т. 4. - № 6. - С. 315-317.
8. Каро К., Медли Т., Шротер Р. и др. Механика кровообращения. - M.: Мир, 1981. - 624 с.
9. Карпман В.Л., Орел В.Р., Кочина Н.Г. и др. // Клинико-физиологические характеристики сердечнососудистой системы у спортсменов: сб., посвящ. 25-летию каф. спорт. медицины им. проф. В.Л. Карпмана / РГАФК. - М. - 1994. - С. 117-129.
10. Карпов Р.С., Дудко В.А. Атеросклероз. Патогенез, клиника, функциональная диагностика, лечение. -Томск, 1998. - 655 с.
11. Кочкина М.С., Затейщиков Д.А., Сидоренко В.А. // Кардиология. - 2005. - №1. - С. 63-71.
12. Липовецкий Б.М., Плавинская С.И., Ильина Г.Н. Возраст и фукнция сердечно-сосудистой системы человека. - Л.: Наука, 1988. - 91 с.
13. Минкин Р.Б. Болезни сердечно-сосудистой системы. - СПб, 1994. - 271 с.
14. Недогода С.В., Лопатин Ю.М. // Артериальная гипертензия. Экстра-выпуск. - 2002. - С. 13-15.
15. Недогода С.В., Лопатин Ю.М., Чаляби Т.А. и др. // Юж.-Рос. мед. жур. - 2002. - № 3. - С. 39-43.
16. Оганов Р.Г., Небиеридзе Д.В. // Кардиология. -2002. - Т. 42. - № 3. - С. 35-39.
17. Савицкий Н.Н. Биофизические основы кровообращения и клинические методы изучения гемодинамики. - М.: Медицина, 1974. - 312 с.
18. Тарасова О.С., Власова М.А., БоровикА.С. и др. // Методология флоуметрии. - 1998. - № 4. - С. 135-148.
19. Титов В.И., Чорбинская С.А., Белова Б.А. // Кардиология. - 2002. - Т. 42. - № 3. - С. 95-98.
20. Фофонов П.Н. Учеб. пособ. по механокардио-графии. - Л, 1977.
21. Albaladejo P., Copie X., Boutouyrie P., et al. // Hypertension - 2001. - Vol. 38. - P. 949-952.
22. Asmar R. Arterial stiffness and pulse wave velocity clinical applications. - Paris, 1999. - 1б7 p.
23. Asmar R., Benetos A., London G.M., et al. // Blood Pressure. - 1995. - Vol. 4. - P. 48-54.
24. Asmar R, Rudnichi A., Blacher J., et al. // Am. J. Hy-pertens. - 2001. - Vol. 14. - P. 91-97.
25. Bortel van L.M.A.B., Struijker-Boudier H.A.J., Safar M.E. // Hypertens. - 2001. - Vol. 38. - P. 914-928.
26. Burton A.C. // Physiol. Rev. - 1954. - Vol. 34. -P. 619-642.
27. Busse R, Bauer R.D., Schabert A., et al. // Basic. Res. Cardiol. - 1979. - Vol. 74. - P. 545-554.
28. Dobrin P.B., Rovick A.A. // Amer. J. Physiol. -1969. - Vol. 217. - P. 1644-51.
29. ENCORE Investigators. Effect nifedipine and cerivastatin on coronary endothelial function in patients with artery disease. The ENCORE I study (Evaluation of nifedipine and cerivastatin on recovery of coronary endothelial function) // Circulation. - 2003. - Vol. 107. -P. 422-428.
30. Furchgott R.F., Zawadfki J.V. // Nature. - 1980. -Vol. 288. - P. 373-376.
31. Furchgott R.F., Vanhoutte P.M. // FASEB J. -1989. - Vol. 3. - P. 2007-2018.
32. Hallok P. // Arch. Inter. Med. - 1934. - Vol. 54. -P. 770-98.
33. Hashimoto M., Miyamoto Y., Matsuda Y, et al. // J. Pharmacol. Sci. - 2003. - Vol. 93. - P. 405-408.
34. Leitinger N., Oguogho A., Rodrigues M., et al. // J. Physiol. Pharmacol. - 1995. - Vol. 46. - Suppl. 4. -P. 385-408.
35. Lusher T.F., Barton M. // Clin. Cardiol. - 1997. -Vol. 10. - Suppl. 11. - P. 3-10.
36. Millasseau S.C., Kelly R.P., Ritter J.M., et al. // Clinical Science. - 2002. - Vol. 103. - P. 371-377.
37. Oliver J. J., Webb D.J. // Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology. - 2003. - Vol. 23. - P. 554.
38. O"Rourke M.E. // Hypertension . - 1995. - Vol. 26. -P. 2-9.
39. Panza J.A., Quyyumi A.A., Brush J.E.J., et al. // N. Eng. J. Med. - 1990. - Vol. 323. - P. 22-27.
40. Quyyumi A.A. // Am. J. Med. - 1998. - Vol. 105. -P. 32-39.
41. Rubanyi G.M., Freay A.D., Kauser K., et al. // Blood Vessels. - 1990. - Vol. 27. - № 2. - P. 240-257.
42. Safar M.E., Laurent S, et al. // Angiology. - 1987. -Vol. 38. - P. 287-285.
43. Safar M.E., London G.M. // In Textbook of Hypertension. - Blackwell Scientific, London, 1994. - P. 85-102.
44. Schricker K., Ritthaler T., Kramer B.K., et al. // Acta Physiol. Scand. - 1993. - Vol. 149. - Suppl. 3. -P. 347-354.
45. Thomas G., Mostaghim R., Ramwell P. // Biochemical and biophysical research communications. -1986. - Vol. 141. - Suppl. 2. - P. 446-451.
46. Watanabe H., Obtsuka S., Kakibana M., et al. // J. Am. Col. Cardiol. - 1993. - Vol. 21. - P. 1497-1506.
47. Williams S.B., Cusco J.A., Roddy M.A., et al. // J. Am. Col. Cardiol. - 1996. - Vol. 27. - P. 567-574.
48. Vane J.R., Anggard E.E., Batting R.M. // New Engl. J. Med. - 1990. - Vol. 323. - P. 27-36.
49. Vanhoutte P.M., Mombouli J.V. // Prog. Cardiovase. Dis. - 1996. - Vol. 39. - P. 229-238.
50. Yanagisawa M., Kurihara H., Kimura S., et al. // J. Hypertens. -1988. -Vol. 6. - P. 188-191.
51. Zygmunt P.M., Plane F., Paulsson M., et al. // Br. J. Pharmacol. - 1998. - Vol. 124. - Suppl. 5. -P. 992-1000.
Для регистрации пульсовых колебаний применяют оптические сфигмографы , механически воспринимающие и оптически записывающие колебания сосудистой стенки. К таким приборам относится мсханокардиограф с записью кривой на специальной фотобумаге Фоторегистрация дает неискаженные колебания, однако она трудоемка и требует применения дорогостоящих фотоматериалов.
Большое распространение получили электросфигмографы , при которых применяются пьезокристаллы, конденсаторы, фотоэлементы, угольные датчики, тензометры и другие устройства. Для записи колебаний пользуются электрокардиографом с чернильно-перьевой, струйной или тепловой регистрацией колебаний. Сфигмограмма имеет разный рисунок в зависимости от применяемых датчиков, что затрудняет их сравнение и расшифровку. Более информативным является полиграфическая одновременная запись пульсации сонных, лучевых и других артерий, а также ЭКГ, баллистограммы и других функциональных изменений сердечно-сосудистой деятельности.
Скорость распространения пульсовой волны (СРПВ) . Для определения тонуса сосудов, эластичности стенок сосудов определяют скорость распространения пульсовой волны. Увеличение ригидности сосудов ведет к увеличению СРПВ. Для этой цели определяют разницу во времени появления пульсовых волн, так называемое запаздывание.
Проводят одновременную запись сфигмограмм
, располагая два датчика над поверхностными сосудами, расположенными проксимально (над аортой) и дистально по отношению к сердцу (на сонной, бедренной, лучевой, поверхностной височной, лобной, глазничной и других артериях). Определив время запаздывания и длину между двумя исследуемыми точками, определяют СРПВ (V) по формуле: v=S/T,
где S - длина исследуемого сосуда (в см),
Т - время запаздывания (в мс).
Другой более удобный и распространенный метод исследования заключается в одновременной записи на двух каналах осциллографа ЭКГ и сфигмограммы. По интервалу времени между зубцом R ЭКГ и началом пульсовой волны определяют «3».
При этом измеряют расстояние на участке аорта - пульсирующая точка на периферическом сосуде и ведут расчет СРПВ или же ограничиваются определением «3» в долях секунды, исходя из того, что точное определение длины извилистых сосудов практически невозможно.
Для суждения о гемодинамике большого мозга Э. Б. Голланд (1973) и другие авторы записывают ЭКГ и сфигмограмму, располагая датчики пульса на поверхностной височной, лобной, глазничной артериях. По величине «3» сфигмограммы поверхностной височной артерии определяют состояние сосудов наружной сонной артерии, при сфигмографии глазничной или лобной артерии - сосудов внутренней сонной артерии.
Для выяснения суммарной пульсации позвоночных артерий датчики располагают над остистыми отростками С4, С5, С6, С7 позвонков. На кривых, приводимых в работе Э. Б. Голланд (1973), рисунок волн позвоночной артерии не имеет четких опознавательных точек, и поэтому суждение о величине «3» является в какой-то степени произвольным.
Здесь было бы необходимо записать дифференциальную кривую
, которая дает более информативные данные для анализа графических показателей.
Среднее значение величины «3» у здоровых людей
, по Э. Б. Голланд (1973), на участке аорта - поверхностная височная артерия равно 105 мс, аорта - лобная ветвь - 118 мс, аорта - позвоночная артерия (С6) - 97 мс.
Коэффициент асимметрии при двусторонней регистрации в норме колеблется от 18 до 21%, показывая как регионарные особенности вазомоторных механизмов, так и наличие морфологических изменений сосудов.
При церебральном атеросклерозе величина 3 уменьшается, индивидуальная вариабельность становится большей, увеличивается асимметрия на различных участках сосудов. Сходные изменения отмечаются в склеротической стадии гипертонической болезни.
При инсульте увеличение показателя «3» более выражено на стороне очага поражения, где снижается тонус сосудов. Следует отметить, что закономерной зависимости величины «3» от уровня артериального давления не отмечается.
Метод определения скорости распространения пульсовой волны позволяет дать объективную и точную характеристику свойств стенок артериальных сосудов. Для этого производится запись сфигмограммы с двух или нескольких участков сосудистой системы с определением времени запаздывания пульса на дистальном отрезке артерий эластического и мышечною типов по отношению к центральному пульсу, для чего надо знать расстояние между двумя исследуемыми точками.
Чаще всего сфигмограммы записывают одновременно с сонной артерии на уровне верхнего края щитовидного хряща, с бедренной артерии на месте выхода ее из-под пупартовой связки и с лучевой артерии.
Отрезок «сонная артерия-бедренная артерия» отражает скорость распространения пульсовой волны но сосудам преимущественно эластического типа (аорта). Отрезок «сонная артерия-лучевая артерия» отражает распространение волны по сосудам мышечного типа. Время запаздывания периферического пульса по отношению к центральному надо высчитывать по расстоянию между началом подъема регистрируемых сфигмограмм. Длина пути «сонная артерия-бедренная артерия» и «сонная артерия-лучевая артерия» измеряется сантиметровой лентой с последующим расчетом истинной длины сосуда по специальной методике.
Для определения скорости распространения пульсовой волны (С) надо путь, пройденный пульсовой волной в см (L), разделить на время запаздывания пульса в секундах (Т):
У здоровых людей скорость распространения пульсовой волны по эластическим сосудам раина 5-7 м/с, по сосудам мышечного типа - 5-8 м/с.
Скорость распространения пульсовой волны зависит от возраста, индивидуальных особенностей сосудистой стенки, от степени ее напряжения и тонуса, от величины артериального давления.
При атеросклерозе в большей степени увеличивается скорость пульсовой волны по эластическим сосудам, чем по сосудам мышечного типа. Гипертоническая болезнь обусловливает увеличение скорости пульсовой волны по обоим типам сосудов, что объясняется повышенным артериальным давлением и повышенным сосудистым тонусом.
Флебография
Флебографня - метод исследования, позволяющий зарегистрировать пульсацию вен в виде кривой, называемой флебограммой. Флебограмму чаще всего записывают с яремных вен, колебания которых отражают работу правого предсердия и правого желудочка.
Флебограмма - сложная кривая, начинающаяся с отлогого подъема, соответствующего концу диастолы желудочков. Ее вершиной является зубец «а», обусловленный систолой правого предсердия, во время которой значительно увеличивается давление в полости правого предсердия, а ток крови из яремных вен замедляется, вены набухают.
При сокращении желудочков на флебограмме появляется резко отрицательная волна - волна падения, которая начинается после зубца «а» и заканчивается зубцом «с», после чего возникает резкая волна падения - систолический коллапс («х»). Он обусловлен расширением полости правого предсердия (вслед за его систолой) и понижением внутригрудного давления вследствие систолы левого желудочка. Понижение давления в грудной полости способствует усиленному оттоку крови из яремных вен в правое предсердие.
Зубец «с», находящийся между зубцами «а» и «v», связывают с записью пульса сонной и подключичной артерий (передача пульсации с данных сосудов), а также с некоторым выпячиванием трехстворчатого клапана в полость правого предсердия в фазу замкнутых клапанов сердца. В связи с этим в правом предсердии происходит кратковременный подъем давления и замедляется кровоток в яремных венах.
За систолическим коллапсом «х» следует зубец «v» - диастолическая волна. Он соответствует наполнению яремных вен и правого предсердия в период его диастолы при закрытом трехстворчатом клапане. Таким образом, зубец «v» отображает вторую половину систолы правого желудочка сердца. Открытие трехстворчатого клапана и отток крови из правого предсердия в правый желудочек сопровождаются повторным снижением кривой «у» - диастолическим коллапсом (спадением).
При недостаточности трехстворчатого клапана, когда правый желудочек во время систолы выбрасывает кровь не только в легочную артерию, но и обратно в правое предсердие, появляется положительный венный пульс из-за повышения давления в правом предсердии, что препятствует оттоку крови из яремных вен. На флебограмме значительно уменьшается высота зубца «а». По мере увеличения застоя и ослабления систолы правого предсердия зубец «а» сглаживается.
Зубец «а» также становится ниже и исчезает при всех застойных явлениях в правом предсердии (гипертония малого круга кровообращения, стеноз легочной артерии). В этих случаях, как и при недостаточности трехстворчатого клапана, колебания венного пульса зависят только от фаз работы правого желудочка, поэтому регистрируется высокий зубец «v».
При большом застое крови в правом предсердии на флебограмме исчезает коллапс «х» (спадение).
Застой крови в правом желудочке и его недостаточность сопровождаются сглаживанием зубца «v» и коллапса «у».
Недостаточность аортальных клапанов, гипертония, недостаточность трехстворчатого клапана, анемия сопровождаются увеличением зубца «с». Недостаточность левого желудочка сердца, наоборот, дает снижение зубца «с» в результате малого систолического объема крови, выбрасываемого в аорту.
Измерение скорости кровотока
Принцип метода заключается в определении периода, в течение которого биологически активное вещество, введенное в один из участков системы кровообращения, регистрируется в другом.
Проба с сульфатом магния. После введения в локтевую вену 10 мл 10% сульфата магния регистрируется момент появления ощущения тепла. У здоровых людей ощущение тепла во рту возникает через 7-18 секунд, и цальцал рук - через 20-24 секунды, в подошвах стоп - через 3U-40 секунд.
Проба с хлоридом кальция. В локтевую вену вводится 4-5 мл 10% раствора хлорида кальцин, после чего отмечается момент появления тепла в ней, во рту, в голове. У здоровых людей ощущение тепла в лице возникает через 9-16 секунд, в руках - через 14-27 секунд, в ногах - через 17 - 36 секунд.
При сердечной недостаточности время кровотока увеличивается пропорционально Степени недостаточности. При анемии, тиреотоксикозе, лихорадке кровоток ускоряется. При тяжелых формах инфаркта миокарда происходит замедление тока крови в связи с ослаблением сократительной функции миокарда. Значигельное уменьшение скорости кровотока наблюдается у больных с врожденными пороками сердца (часть введенного вещества не попадает в легкие, а посгупает из отделов правого предсердия или neiочной артерии через шунт непосредственно в отделы левого сердца или в аорту).
Сердечно-сосудистая болезнь (ССБ) лидирует среди причин смерти и смертельных болезней у мужчин и женщин. В 1948 г. кардиологическое исследование Фрэмингема под руководством Национального института болезней сердца, легких и крови (НИБСЛК) начало изучение факторов и характеристик, которые приводят к возникновению ССБ. В то время как набор инструментов и объем проводимых анализов были довольно ограниченны в то время, конфигурация пульсовой волны являлась важным параметром, зарегистрированным в данном исследовании. Было установлено, что визуальное изучение схем колебаний пульсовой волны с высокой степенью точности соотносится с возросшим риском развития ССБ.Недавно исследователи из больницы св. Томаса повторно изучили это поразительное наблюдение. Группа исследователей из больницы св. Томаса конкретизировала первоначальные заключения, чтобы доказать, что объем пульса в пальце, полученный цифровым фотоплетизмографическим сенсором, напрямую зависит от пульсовых колебаний артериального давления в лучевой и плечевой артериях.
Пульс генерируется, когда сердце качает и распространяет кровь. Первый компонент колебательного сигнала цифрового объема пульса (ЦОП) (т.е. систолический компонент, показанный ниже голубым цветом) является результатом прямого распространения пульса от корня артерии к пальцу. Пока пульс перемещается ниже по руке, прямой пульс прокачивается вдоль аорты в нижнюю часть корпуса. Это приводит к изменению диаметра артерии и бифуркациям, благодаря которым часть пульса отражается обратно. Кульминацией этих отражений является отражение в виде одной волны из нижней части корпуса, которая перемещается вверх по аорте и затем вниз к пальцу, образуя второй компонент ЦОП (т.е. диастолический компонент, обозначенный ниже зеленым цветом). Рука служит проводником и для волны прямой передачи, и для отраженной волны, таким образом, оказывая незначительное влияние на контур ЦОП.
Конфигурация колебательного сигнала цифрового объема пульса находится в прямой зависимости от ригидности большой артерии и сосудистого тонуса. Поэтому характеристики колебательного сигнала цифрового объема пульса могут изменяться в зависимости от этих факторов.
Скорость распространения пульсовой волны (СРПВ)
Мы наблюдаем и измеряем скорость распространения пульсовой волны (СРПВ) в артериальной системе во время циркуляции крови. Этот физиологический феномен предоставляет нам уникальную информацию о причинах изменения кровяного давления, течения, скорости и профильного среза. Такие изменения в пульсовой волне могут использоваться для классификации артериальной эластичности. См. диаграмму ниже для более подробной информации:
S (Начальная точка артериального пульса - волна)
Открывается клапан аорты; удаляется кровь из левого желудочка.
P (Первая основная сфигмографическая волна)
Волна вызвана выбросом из левого желудочка, который линеарно увеличивает стенку артерии.
T (Вторая дополнительная сфигмографическая волна)
Волна, отраженная от малой артерии.
C (Вырезка завитка)
Конечная точка систолической фазы, клапан аорты закрывается.
D (Дикротическая волна)
Отражаемая колебательная волна, полученная в результате удара крови, вызванного кровяным давлением в аорте об артериальный клапан
Заболевания и расстройства сердечно-сосудистой системы напрямую связаны с состоянием малых и больших артерий. Артериальная ригидность и расширение основных артерий являются мощным предвестником потенциальных проблем со здоровьем, сердечной недостаточности, почечных осложнений, атеросклероза и инфаркта. Возраст и систолическое давление – вот два самых важных фактора способных усилить СРПВ. При старении организма происходит медиакальциноз, и артерии теряют эластичность. Как результат, измерение СРПВ оказывается полезным для изучения эффекта старения, сосудистых заболеваний, влияния сосудорасширяющих и сосудосужающих препаратов на артерии.
Измерение скорости распространения пульсовой волны:
Быстрый и объективный анализ функционирования сосудистой системы
Качественно определяет артериальную ригидность и расширение
Предоставляет информацию о сердечно-сосудистом статусе
Облегчает мониторинг медикаментозного и иного лечения, образа жизни /диеты
Помогает приостанавливать развитие болезни
Анализ СРПВ
Анализ СРПВ широко признан Европейским обществом по лечению гипертензии в качестве неотъемлемой составляющей диагностирования и лечения гипертензии (т.е. повышенного кровяного давления). Зависимость между СРПВ и сердечн-ососудистыми заболеваниями, нарушениями и смертями была доказана.
Индексы артериальной ригидности (EEl, DDI and DEI) дают жизненно важные сведения работникам системы здравоохранения. Этот анализ дает быструю и объективную оценку функционированию сосудистой системы. Эта информация полезна для информирования и ориентирования медработников (т.к. данные могут быть использованы при принятии решений, касающихся начала лечения, до того как появятся симптомы или клинические признаки).
Анализ СРПВ определяет, правильно ли функционирует сосудистая система, есть какие-либо ограничения её функциональности, которые могут угрожать здоровью пациента. Здоровое сердце эффективно поставляет кислород и питательные вещества по всему телу, одновременно прокачивая продукты жизнедеятельности к почкам, печени и легким для последующего удаления из организма. Для того чтобы это произошло, необходимо, чтобы артерии были в хорошем состоянии. Со временем артерии могут становиться атеросклеротическими, артериосклеротическими или затвердевать (потеряв эластичность и увеличив сужение). Эти изменения увеличивают нагрузку на сердце, клапаны и артерии, которая может привести к инсульту, инфаркту, отказу почек и/или внезапной смерти.
Артериальная ригидность, вызванная медиакальцинозом и потерей эластичности (т.е. старением), является самым важным фактором, способствующим увеличению СРПВ. Скорость пульсовой волны (СРПВ) – эффективное и высоко воспроизводимое измерение для оценки васкулярной эндотелиальной дисфункции (т.е. эластичности артерий) и артериальной ригидности.
Обзор
Распространение крови по артериям происходит во время одного сердечного сокращения. Кровь перемещается по артериям благодаря кинетической энергии из участка удаления кровяного объема к потенциальной энергии вытянутого участка сосудистой стенки. Последующие изменения происходят с давлением, течением, скоростью и конфигурацией. Эти изменения составляют физиологический феномен, известный как пульсовая волна, за которым легко наблюдать и измерять при анализе артериальной эластичности.
Взаимодействия
Возраст является самым важным фактором, способствующим увеличению СРПВ. Артериальная ригидность возникает по причине кальцификации и утраты эластичности, которые сопровождают процесс старения. Исследования показали, что увеличение СРПВ может быть предвестником атеросклеротического развития (например, диабет), в то время как другие исследования не выявили увеличения СРПВ с возрастом у пациентов с предрасположенностью к атеросклерозу (т.е. с диагнозом наследственная гиперхолестеролемия). Принимая во внимание все вышесказанное, была установлена качественная зависимость между процессом атеросклероза и артериальной ригидностью.
Исследования показывают, что гипертензия в большей степени, чем атеросклероз, способствуют росту артериальной ригидности, обусловленной возрастом. В то время как артериальное давление является ценным первоочередным индикатором гипертензии, СРПВ предоставляет дальнейшие подробные сведения. Анализ СРПВ измеряет движение артериальной стенки, стимулируя движение посредством пульсового давления, вызванного барофлексом.
Обширное повреждение артерий способствует развитию сердечно-сосудистых патологий и увеличению смертности, наблюдаемой при гипертонии. Артериальное растяжение, которое ассоциируется с подобным повреждением, ведет к увеличению диспропорциональности систолического давления и пульсового давления. Данные факторы ассоциируются с увеличением показателей частоты и летальности сердечно-сосудистых нарушений. Анализ пульсовой волны предоставляет информацию об артериальной ригидности и растяжении, которая чрезвычайно важна при изучении процессов старения, сосудистых нарушений и препаратов, которые расширяют или сужают артерии.
Пациенты с сахарным диабетом и ишемической болезнью сердца часто демонстрируют ухудшение артериального функционирования в неоклюзированных артериях. При атеросклерозе стены артерий имеют тенденцию к утолщению, отвердению и суживанию, что делает их менее эффективными в абсорбировании энергии от артериального пульса. Это в свою очередь увеличивает СРПВ.
Установление статуса главных артерий имеет ключевое значение для раннего диагностирования, лечения и профилактики сердечно-сосудистых нарушений. Анализ артериальной ригидности позволяет получить колоссальную информацию о потенциальных медицинских проблемах, включая инфаркты, сердечную недостаточность, диабет и почечные осложнения.
Измерение СРПВ посредством датчика на пальце
Когда сердце сжимается, оно производит прямую волну, которая перемещается вниз к пальцу. Эта волна отражается в нижней части корпуса и тоже направляется к пальцу. Вот эта комбинация, прямой и отраженной волн, измеряется и записывается с помощью датчика на пальце.
Цифровой объем пульса (ЦОП)
Первый компонент колебательного сигнала цифрового объема пульса (ЦОП) (т.е. систолический компонент) является результатом прямого распространения пульса от корня артерии к пальцу. Пока пульс перемещается ниже по руке, прямой пульс прокачивается вдоль аорты в нижнюю часть корпуса. Это приводит к изменениям артериального давления, благодаря которым часть пульса отражается обратно к пальцу. Кульминацией этих отражений является отражение в виде одной волны из нижней части корпуса, которая перемещается вверх по аорте и затем вниз к пальцу, образуя второй компонент ЦОП (т.е. диастолический компонент). Рука служит проводником и для волны прямой передачи, и для отраженной волны, таким образом, оказывая незначительное влияние на контур ЦОП.
Измерение цифрового объема пульса (ЦОП)
Цифровой объем пульса измеряется путем передачи инфракрасного света через палец. Количество поглощенного света прямо пропорционально количеству крови в пальце.
Присутствие контрольной системы позволяет поддерживать оптимальный уровень для измерения изменений объема артериального давления. Благодаря этому минимизируется возможность получения некорректных сигналов, вызванных спазмом сосудов или слабой перфузией.
Измерение артериальной ригидности
Система СРПВ демонстрирует высокую эффективность при оценке артериальной ригидности. Используя данные о цифровом объеме пульса, полученные от инфракрасного датчика на пальце, система СРПВ определяет время, затраченное пульсовыми волнами на проход по артериям. Конфигурация колебательного сигнала, полученная в результате этого измерения, находится в прямой зависимости от времени, которое требуется пульсовым волнам для прохода по артериальной системе. Скорость, с которой пульс проходит по артериям, напрямую связана с артериальной ригидностью. Таким образом, это измерение делает СРПВ ценным и неинвазивным инструментом для оценки сосудистых изменений.
Клиническая значимость артериальной ригидности
Колебательный сигнал цифрового объема пульса, измеренный системой СРПВ, не зависит от изменений в сосудистой системе, но скорее определяется артериальной ригидностью (оценивается с помощью SI) в больших артериях и сосудистым тонусом (оценивается с помощью RI). Артериальная ригидность эффективно оценивает здоровье органа и дает информацию о необходимых изменениях в образе жизни или требуемом медикаментозном лечении. Она также является сильным индикатором целого ряда потенциальных медицинских проблем, включая болезни сердечно-сосудистой системы.
Измерение функционирования эндотелия
В дополнение к артериальной ригидности, система СРПВ эффективно определяет сосудистый тонус артериального дерева. Используя высокоточный фотоплетизмографический преобразователь со схемой формирования сигнала, система СРПВ измеряет колебательный сигнал СРПВ. Мощная система управления поддерживает оптимальный уровень трансмиссии для измерения изменений объема крови с предельной точностью, независимо от размера пальца. Это неинвазивная, независимая от оператора система для измерения артериальной ригидности и сосудистого тонуса.
Клиническая значимость функционирования эндотелия
Система СРПВ может использоваться для регистрации измерения изменений колебательного сигнала СРПВ благодаря сосудорасширителям зависимым от эндотелия, таким как сальбутамол (альбутерол). Эти наблюдения могут использоваться для оценки функционирования эндотелия. Сальбутамол вводится достаточно просто, ингаляционным способом, упрощая этот анализ, который можно проводить как в клинических условиях, так и дома у пациента.
Техническое Описание Анализа СРПВ
Система СРПВ собирает информацию о колебательном сигнале у пациента с помощью неинвазивного сенсора, расположенного на пальце. Измерения, полученные с аппланационного тонометра, включают:Длительность опорожнения
Индекс артериального утолщения и давления
Индекс субэндокардиальной жизнеспособности
Система полезна как для лечения таких заболеваний как гипертензия, диабет, почечная недостаточность, так и для ранней диагностики сердечно-сосудистых заболеваний.
Ключевые сферы применения анализа СРПВ
1. Ранняя диагностика: Легко и быстро идентифицирует пациентов с риском следующих заболеваний:
a. Гипертензия
b. Артериосклероз (затвердевание артерий)
c. Нарушения циркуляции кровеносной системы
d. Преждевременное старение кровеносных сосудов
e. Патологии в более мелких кровеносных сосудах (тех, которые нельзя охватить манжетой для измерения кровяного давления)
2. Улучшенная оценка: Измеряет артериальную ригидность и её влияние на гипертензию, диабет, инфаркт.
3. Мониторинг: Оценивает результаты медикаментозного лечения
Составляющие системы:
1 Анализ ключевых параметров, в числе которых:
o Пульсовое давление на аорте
o Систолическое давление на аорте
o Индекс наращивания аорты
o Нагрузка на левый желудочек
o Пульсовое давление в левом желудочке и восходящей аорте (по которой движется мозговой кровоток)
o Центральное систолическое давление (как получено баро-рецепторами)
o Длительность опорожнения в отношении сердечного цикла
o Перфузионное артериальное давление в течение сердечного цикла
2 Оценка артериальной ригидности и её клинического влияния на сердце
3 Измерение субэндокардиальной жизнеспособности
Преимущества:
Раннее предсказание будущих сердечно-сосудистых нарушений
Оценка медикаментозного лечения, которую нельзя получить с помощью измерения плечевого давления
Признана в международной практике как показатель повреждения органов и предсказатель сердечно-сосудистого риска
Наглядное свидетельство того, какой эффект оказывают на пациента изменения в образе жизни и медикаментозное лечение
Комфортная и неинвазивная
Не используются расходные материалы
Результаты в режиме реального времени
Автоматическая и не зависящая от оператора
Применение СРПВ
Заболевания сердечной системы являются самыми распространенными – они встречаются у большего количества пациентов по сравнению со всеми остальными заболеваниями. Многие люди могут даже и не предполагать, что у них есть какие-то проблемы с сердцем до тех пор, пока у них не случится инсульт или инфаркт. Факторы, ведущие к нарушениям в работе сердечной системы, очень разнообразны и их список постоянно растет. Факторы, обусловленные образом жизни, такие как высокий уровень холестерина, курение и кровяное давление были связаны с инфарктами и инсультами сравнительно недавно, в то время как другие детерминанты, такие как возраст и диабет, являются известными факторами.Все эти факторы способствуют артериальной ригидности, которая в свою очередь, ограничивает кровоток, таким образом подвергая сердце дополнительной нагрузке.
Анализ пульсовой волны измеряет кровяное давление точно и адресно. Он позволяет докторам оценить артериальный и сердечно-сосудистый статус пациента с предельной точностью. Он измеряет кровяное давление на уровне сердца в сравнении с давлением на руке пациента при измерении традиционным способом с помощью компрессионной манжеты. Измерение пульсовой волны предоставляет врачам ценную информацию о взаимосвязи между сердцем пациента и его кровеносными сосудами, такая информация позволяет анализировать работу сердца пациента.
Эта революционная технология дополняет традиционный способ измерения давления с помощью компрессионной манжеты, поскольку она предоставляет дальнейшую информацию о сердечной деятельности. Таким образом, анализ СРПВ полезен при использовании дома, в клинических условиях и в операционных. Анализ СРПВ обеспечивает кардиологов, докторов и пациентов всесторонней информацией о функционировании сердечно-сосудистой системы.
Кардиология и терапия
Система СРПВ безупречно вписывается в клинические или специализированные условия и предоставляет ценную информацию о здоровье пациента и его артериальном статусе. Это позволяет и доктору, и пациенту принимать решения о более качественном лечении.
Проводить скрининг на аритмию и другие аномалии
Оценивать артериальный статус
Более эффективно выписывать лекарства для лечения гипертензии
Выявлять сердечно-сосудистые риски на ранней стадии
Проводить мониторинг эффективности медикаментозного лечения
Стимулировать выбор в пользу здорового образа жизни посредством демонстрации доступных для понимания результатов
Полноценное, последовательное и точное измерение кровяного давления
Будь это профессиональный спорт или фитнесс, анализ СРПВ дает важную информацию о работе сердца и общем состоянии организма. Результаты могут применяться для организации и стимулирования эффективного режима тренировок.
Установить возраст сосудистой системы (т.е. индикатор общего артериального здоровья)
Следить за прогрессом (определять, какие упражнения благотворно влияют на артериальное здоровье на протяжении определенного периода времени)
Определять, когда тело разогрето и готово к нагрузкам
Гипертензия
Это простое в использовании устройство предоставляет всестороннюю информацию о работе сердечной системы и артериальном здоровье, которое необходимо для эффективного диагностирования, лечения и мониторинга гипертензии.
Измерение периферического кровяного давление и частоты пульса (т.е. лидирующие измерения при клиническом лечении гипертензии)
Предсказание сердечно-сосудистых заболеваний, с использованием измерения центрального кровяного давления (более сильный предсказатель по сравнению с периферическим кровяным давлением)
Определение индекса наращивания (индикатор артериального возраста, статуса и поддаваемости лечению)
Фармацевтика
Система СРПВ - быстрый, легкий в использовании способ получить ценную для пациентов информацию, которая позволит построить успешные отношения с клиентами.
Определение возраста сосудистой системы (т.е. индикатор общего артериального здоровья)
Отслеживание эффекта, производимого образом жизни, лечением и медикаментами
Скрининг на аритмии и другие патологии
Точное измерение кровяного давления
Индустрия здоровья
Демонстрация эффектов wellness терапии или программ на общее здоровье пациентов с использованием анализа СРПВ.
Проведение подробного кардиологического осмотра в любых условиях (пример: в клинике, дома, и т.д.)
Предложение клиентам всесторонней информации об их здоровье
Демонстрация эффекта здорового образа жизни и отслеживание прогресса пациента
Зачем Нужен Тест На Эластичность Артерий?
Во многих частях мира, таких как США и Канада, сердечно-сосудистые заболевания в виде инфаркта или инсульта являются лидирующей причиной смерти. Ещё больше людей страдают от сердечно-сосудистых расстройств или инвалидностей. Стоимость затрат системы здравоохранения и количество потерянных жизней ошеломляют.Широкую известность приобрел тот факт, что здоровье эндотелия и работа кровеносных сосудов напрямую связаны с общим здоровьем сердечно-сосудистой системы. Определение и наблюдение за работой артерий на таком уровне позволяет осуществить на ранней стадии вмешательство и профилактику болезни.
Старение и болезни нарушают эластичность и работоспособность кровеносных сосудов. Эти изменения ослабляют пульсирующую функцию артерий, которая может привести к сердечно-сосудистым нарушениям и проблемам со здоровьем. Измерение пульсирующей функции или скорости распространения пульсовой волны дает важные сведения, которые не способны предоставить традиционные измерения кровяного давления.
Артериальная Ригидность
Термин «артериальная ригидность» описывает пластичность или эластичность артерий. Затвердевание или жесткость артерий описывается как артериосклероз. Артериальная ригидность описывает насколько усердно необходимо работать сердцу для того, чтобы прокачать кровь по телу.Почему артериальная ригидность имеет значение?
Работа артерий напрямую связана с потенциальным развитием таких сердечно-сосудистых заболеваний, как инфаркт или инсульт. Измерение артериальной ригидности дает информацию о больших артериях и предлагает раннюю идентификацию пациентов группы риска. Артериальная ригидность также зарекомендовала себя как более точный предвестник нарушений в работе сердечно-сосудистой системы по сравнению с традиционным методом компрессионной манжеты.
Метод измерения артериальной ригидности
Индекс наращивания: измеряет артериальную ригидность на основе конфигурации пульсовой волны
Центральное кровяное давление: имеет склонность увеличиваться при большей артериальной ригидности
Скорость распространения пульсовой волны: измеряет время необходимое пульсовым колебаниям кровяного давления для преодоления расстояния между двумя пунктами артериального дерева
Толщина интима-медиа сонной артерии: ультразвук измеряет толщину стенки артерии
Каким образом анализ СРПВ измеряет артериальную ригидность?
Анализ СРПВ чрезвычайно эффективен при оценке артериальной ригидности. Система использует простой и удобный инфракрасный датчик на пальце для определения промежутка времени, который требуется пульсу для прохождения по артериям. Скорость распространения пульсовой волны прямо пропорциональна артериальной ригидности. Данные по индексу наращивания и о центральном кровяном давлении, полученные в результате этого измерения, являются признанными индикаторами ригидности больших артерий.
Каким образом артериальная ригидность соотносится с кровяным давлением?
Когда сердце закачивает кровь в артериальную систему, ригидность артерий определяет, насколько легко эта кровь перемещается по всему телу. Мягкие, пластичные артерии проводят кровь легко и эффективно, поэтому сердцу не приходится работать очень активно. И наоборот, неэластичные и твердые артерии оказывают сопротивление кровотоку, таким образом подвергая сердце дополнительной нагрузке и заставляя его работать более активно. Сила каждого удара и сопротивление кровотоку оказываемое артериями определяют кровяное давление.
Способы уменьшения артериальной ригидности
После постановки диагноза «артериальная ригидность» можно обратиться к нескольким методам лечения.
1 Физическая нагрузка
o Постоянная физическая активность помогает предотвратить дальнейшее отвердение и может повысить эластичность
2 Препараты для контроля кровяного давления
o Определенные препараты для кровяного давления расслабляют артериальную стенку, таким образом уменьшая ригидность
3 Новые лекарства
o Исследуются новые препараты, хотя долговременные разрушения могут быть невосстанавливаемыми
4 Индивидуализированный подход к лечению
o Доктора могут прописать комбинацию из вариантов связанных с изменением образа жизни и лечением
Ригидность Аорты
Скорость распространения пульсовой волны играет важную роль при анализе влияния артериальной ригидности на общее состояние здоровья. Широко признан тот факт, что ригидность аорты является эффективным предвестником и индикатором сердечно-сосудистых нарушений и болезней.Более высокая СРПВ в стареющей, неэластичной аорте, к примеру, влечет за собой быстрый возврат отраженной (систолической) волны к сердцу. Это измерение определяет повышенный риск трех потенциальных вариантов развития событий для сердечно-сосудистой системы.
1. Увеличенное центральное пульсовое давление
Центральное систолическое давление увеличивается и влечет за собой нагрузку на кровеносные сосуды мозга. Это может привести к инсульту. Важно: это изменение может произойти без каких-либо заметных изменений в систолическом давлении в компрессионной манжете.
2. Увеличивается нагрузка на левый желудочек (нагрузка ЛЖ)
При увеличении нагрузки на левый желудочек (нагрузка ЛЖ), масса ЛЖ и гипертрофия ЛЖ увеличиваются. Это увеличение нагрузки ЛЖ обозначено участком с черными стрелками.
3. Уменьшенное перфузионное давление коронарной артерии в диастоле
Уменьшение наблюдается в период критической диастолы благодаря давлению, которое распространяется по коронарным артериям. Это увеличивает риск сердечной ишемии.
Анализ СРПВ И Физическая Нагрузка
Исследования показывают, что физическая нагрузка улучшает эластичность и уменьшает ригидность артерий. Физические упражнение не только оказывают огромный эффект на артерии в долгосрочной перспективе, но определенные положительные результаты заметны и могут быть измерены практически сразу. После занятий спортом время, необходимое отраженной пульсовой волне для возвращения к сердцу, уменьшается, таким образом, снижается нагрузка на сердце и оказывается благоприятное воздействие на общее состояние сердечно-сосудистой системы. В долгосрочной перспективе комбинация занятий аэробикой и упражнений на гибкость, таких как йога и Пилатес, продемонстрировали дальнейшее улучшение эластичности артерий.Анализ СРПВ дает ценную информацию о влиянии занятий спортом на артериальную ригидность. Оценка состояния артерий до занятий спортом, вовремя, после и после продолжительного периода времени позволяет с легкостью отслеживать, проводить мониторинг и анализ состояния сосудистой системы пациента. Данные, собранные во время СРПВ анализа, полезны на следующих стадиях:
Разогрев
o Определение скорости, с которой артерии расширяются в ответ на физическую нагрузку и фиксация времени, когда тело должным образом разогрето и подготовлено к переходу на следующий уровень
Непосредственный эффект
o Оценка реакции организма на увеличение физической активности и мониторинг реакции артерий для измерения эффективности и производительности кровотока
Восстановление после занятий спортом
o Установление времени, которое требуется артериям для возвращения в состояние покоя, после прекращения занятий спортом
Долговременный эффект
o Отслеживание улучшений, касающихся возраста сосудов на протяжении периода времени на основании предписанного режима тренировок, изменений в образе жизни, и т.д.
Типичный ответ на занятия спортом
Спортивные упражнения производят физиологический эффект на кровяное давление, которое можно измерить с помощью индекса наращивания. Во время физической активности частота пульса возрастает, и индекс наращивания уменьшается. В то же время минимальные изменения наблюдаются в кровяном давлении во время физической нагрузки. После окончания физической нагрузки, и индекс наращивания, и частота пульса возвращаются к своим значениям в состоянии покоя.
Следующая таблица иллюстрирует типичный ответ на физические упражнения, измеренный посредством определения частоты пульса, диастолического давления и систолического давления. Она также отображает изменения до, во время и после занятий спортом.
Эффект разогрева
Увеличение физической активности заставляет сердце выталкивать больше крови для обеспечения питания для всех органов. В начале занятий спортом артериям ещё только предстоит расшириться. Соответственно, кровяное давление поднимается, в то время как кровь устремляется к органам для снабжения. Этот первоначальный дисбаланс увеличивает нагрузку на сердце. Такое увеличение физической активности и резкий рост кровяного давления заставляют артерии расшириться в ответ. Артериальное расширение облегчает эффективность кровотока и позволяет сердцу эффективно поставлять кровь по всему телу. Артериальное расширение также уменьшает нагрузку на сердце, вследствие чего кровяное давление нормализуется, в то время как частота пульса остается повышенной.
Эффект занятий спортом
Физическая активность влечет за собой значительные изменения в движении и циркуляции крови. Эти физиологические изменения включают в себя следующее:
Увеличенное сердцебиение
Изменения кровяного давления
Расширение кровеносных сосудов
Если физические упражнения не являются обычной частью ежедневного распорядка дня пациента, измерения СРПВ необходимо производить, когда пациент находится в расслабленном, спокойном состоянии. Это позволит добиться более точных результатов.
До занятий спортом:
После занятий спортом:
Обзор Научных Работ По Гипертензии
Следующие статьи и публикации содержат дальнейшие исследования и данные о роли артериального здоровья для общего статуса сердечно-сосудистой системы.«Повторное открытие артерий»
Джон Р Кокрофт и Айэн Б Вилкинсон (2002г.) сделали вывод о том, что анализ артериальной ригидности может помочь в лечении сердечно-сосудистых заболеваний. Вопрос изучения такого применения в будущем исследовании был поднят Лоран и др. (2002г.), а методы измерения артериальной ригидности были предложены МакКензи и др.(2002г.).
Технологии измерения артериальной ригидности были далее изучены Оливер и Вебб (2003г.) наряду с их практическим применением и взаимодействием с медикаментозными препаратами для лечения сердечно-сосудистой системы. Эти ранние обзоры продемонстрировали важность артериального здоровья и его роль в определении кровяного давления.
«Гипертензия в качестве артериального симптома»
Иццо(2004г.) представил отношения между изолированным систолическим повышенным давлением и артериальной ригидностью, Касс (2005 г.) изучил соотношение между артериальной ригидностью и функционированием желудочков. Эту тему далее изучил Николс (2005г.) и позднее Зиман и др.(2005г.).
Эти важные исследования послужили толчком для выпуска согласованного экспертного заключения (Лоран и др. 2006 г.) по методам и применениям артериальной ригидности. Хирата и др.(2006г). На основании этих данных Конн (2007 г) рассмотрел свидетельство измерений и потенциальную пользу для лечения гипертензии. Майкл Ф О"Рурке и Хасимото (2008г.) опубликовали исторический обзор данных по артериальной ригидности, Франклин (2008 г.) обозначил артериальную ригидность в качестве нового и надежного индикатора сердечно-сосудистых заболеваний.
«Лечение артерий для управления сердечно-сосудистым риском»
П. Аволио и др. (2009г.) подчеркнул разницу между центральным и периферическим кровяным давлением, в то время как Нильссон и др.(2009г.) предложил управлять сердечно-сосудистым риском на основании возраста сосудов. Сочетание традиционного метода измерения артериального давления с помощью компрессионной манжеты с новым анализом периферической пульсовой волны был описан как будущее для лечения патологий кровяного давления П. Аволио и др (2010 г.).
Клиническая Проблема
Согласно последнему выпуску Глобального атласа по предотвращению и контролю заболеваний сердечно-сосудистой системы опубликованному Всемирной организацией здравоохранения (2011 г.), заболевания сердечно-сосудистой системы лидирует среди причин смерти и инвалидности по всему миру. К заболеваниям сердечно-сосудистой системы болезни и травмы сердца, кровеносных сосудов сердца, системы кровеносных сосудов (вен и артерий) по всему телу и в головном мозге. Среди факторов риска для развития сердечно-сосудистых патологий называют семейную историю любого из нижеследующих заболеваний:Сердечно-сосудистая патология или смерть в результате сердечно-сосудистой патологии
Ожирение
Диабет
Высокий уровень холестерина в крови
Высокое артериальное давление
В дополнение к этим наследственным проблемам, образ жизни играет важную роль в развитии сердечно-сосудистых заболеваний. Курение и малоподвижный образ жизни также являются известными прогностическими факторами. При отсутствии этих традиционных факторов риска, специалисты могут произвести оценку артериального статуса для определения потенциала для развития сердечно-сосудистых патологий.
Высокий процент сердечно-сосудистых заболеваний можно предотвратить, однако действовать следует на раннем этапе для того, чтобы предотвратить патологии. Артерии предоставляют крайне важную, всестороннюю информацию о сердечно-сосудистом заболевании для того, чтобы улучшить лечение. Вместе с тем, как только из-за скопления бляшек артерии сильно закупорились, возможность оценить их функционирование и структуру ограничивается.
Система СРПВ позволяет специалистам оценивать артериальную функцию на ранней стадии для того, чтобы определить пациентов группы риска. Скрининг на ранней стадии может помочь в раннем диагностировании и/или лечении скрытых сосудистых патологий, до того как они превратятся в более серьезные проблемы. Система СРПВ также позволяет специалистам точно определять проблемы и получать в итоге более целенаправленную диагностическую оценку. И наконец, система СРПВ дает возможность врачам-терапевтам следить за артериальным здоровьем пациента на каждой последующей стадии, чтобы убедиться, что вмешательства производят желаемый эффект.
Как Помогает Сердечно-Сосудистый Анализ
Традиционно, сердечно-сосудистый анализ в первую очередь выполняется с использованием таких методов, как электрокардиограммы (ЭКГ), эхокардиограммы и электрокардиограммы, снятые во время физических упражнений с нагрузкой. В то время как эти тесты эффективны для оценки функции сердца, их диапазон ограничен только сердцем, и как таковые, эти методы не предоставляют информацию об артериях. Поскольку уже хорошо установлено, что артериальное здоровье по своей природе связано с артериальной функцией, артериальная оценка является оптимальной мерой.Тогда как артериальное обследование предоставляет детальную оценку сердечно-сосудистого здоровья, традиционные методы получения информации дискредитируются на поздних стадиях сердечно-сосудистой болезни. Это происходит из-за накопления бляшек, которое угрожает функциональной и структурной целостности артерий. Систем СРПВ обходит обструкцию артерий, чтобы точно и легко оценить артериальную функцию.
Таким образом, сердечно-сосудистый анализ посредством артериальной оценки важен по следующим причинам:
Клинические исследования артериальной эластичности успешно установили взаимосвязь между уменьшенной артериальной эластичностью и последующим развитием сердечно-сосудистых патологий.
Артериальная ригидность часто присутствует даже при отсутствии традиционных факторов риска, и дополнительные данные успешно связали потерю артериальной ригидности у пациентов, страдающих от повышенного давления, диабетов, сердечной недостаточности или болезни коронарных артерий, с их заболеваниями.
Исследования показывают, что незначительные изменения в эластичности артерий дают неоценимую информацию об общем сердечно-сосудистом статусе. Изменения в артериальной эластичности часто предшествуют таким заболеваниям, как гипертензия и диабет, и эти изменения отражены в колебательном сигнале артериального давления.
Данные указывают на то, что изменения в сосудистой системе предваряют типичные и явные симптомы сердечно-сосудистых заболеваний, а также инфаркты и инсульты на много лет. Более того, клинические исследования показали взаимосвязь между потерей артериальной эластичности и старением, которая означает, что артериальная ригидность является ранним био-маркером сердечно-сосудистых заболеваний.
Система СРПВ позволяет проводить легкое, неинвазивное измерение и анализ сердечно-сосудистого статуса. Информация, полученная в результате, дает ценные сведения об артериальной эластичности, ригидности и сосудистых изменениях, которые являются мощными детерминантами сердечно-сосудистых патологий. Клинический анализ позволяет проводить на ранней стадии скрининг, лечение и мониторинг любых значимых сердечно-сосудистых патологий.
При сокращение сердечной мышцы (систола), кровь выбрасывается из сердца БО и отходящей от них артерии. Упругость стенок сосуда приводит к тому, что во время систолы кровь выталкивается сердцем, растягивает аорту, артерии, т.к. крупные сосуды воспринимают за время систолы больше крови, чем ее оттеки в периферии.
Систолическое давление человека в норме 16 КПа. Во время ослабления сердца (диастола) растянутые кровяные сосуды спадают и, следовательно, потенциальная энергия через кровь переходит в кинетическую энергию потока крови, при этом поддерживается диастолическое давление равное 11КПа.
Пульсовая волна – распространяющиеся по аорте и артериям волна повышенного давления, вызванная выбросом крови из левого желудочка во время систолы.
Пульсовая волна распространяется со скоростью 5-10 м/с, следовательно, во время систолы 0,3 сек., она должна распространиться на 1,5-3м.
Фронд пульсовой волны достигает конечности раньше, чем начинается спад давления в аорте.
Уравнение гармонической пульсовой волны:
Р 0 – амплитуда давления в пульсовой волне
Х – расстояние до производной точки до источников колебаний
ω – круговая частота колебаний
Е – модуль упругости
λ– толщина стенок сосуда
D – диаметр сосуда
Термодинамика
Основные понятия:
Начало термодинамики – состояние термодинамической системы, характеризуется физическими величинами (объем, температура, давление). Если параметры системы при взаимодействии с окружающими телами не изменяется с течением времени, то эта система стационарная. В системе, таким образом поддерживают постоянные градиентов некоторых параметров, с постоянной скоростью могут протекать химическая реакция.
В стационарном состоянии могут находиться такие системы, которые обмениваются веществом с окружением. Система называется закрытой, если она обменивается энергией. Изолированная система не обменивается веществом с окружением. Параметры системы не меняется со временем.
Количество теплоты нейропередачи энергии процесса теплообмена
Вычислим элементарную работу, совершаемую элементарным объёмом.
Первое начало термодинамики: количество теплоты переданной системы идет на изменение внутренней энергии и на совершение работы.
Под внутренней энергией понимается в сумме потенциальной и кинетической энергии.
Количество теплоты и работа функции процесса, а не состояния.
Второе начало термодинамики.
Первое начало, это сохранение энергии, оно не указывает направление, протекание процессов. По первому началу при теплообмене одинаково возможно самопроизвольный теплоты от более тёплого к холодному.
Второе начало термодинамики – теплота сама собой не может переходить от тела с меньшей температура к телу с большей температурой, поэтому невозможен вечный двигатель, т.е. периодический процесс единственным результатом было бы превращение теплоты в работу.
В тепловой машине совершается работа за счёт теплоты, полученной от нагревателя, но при этом часть теплоты перейдёт к холодильнику
Рассмотрим понятия, чтобы выразить закон термодинамики
1-2 процесс – называется обратимый, если можно совершить обратный процесс 2-1.
Цикл (круговой процесс) – процесс, при котором все возвращается в исходное состояние. Данный цикл, называется прямым. Он соответствует тепловой машине, т.к. устройству, который принимает количество теплоты, от нагревателя совершает работу и отдаёт часть теплоты холодильнику.
В процессе 1А-2 газ расширяется. А>00
В процессе 2-Б-1, A <0
Обратный цикл соответствует холодильным машинам, в такой системе, которая отбирает теплоту у холодильника и передают нагревателю
КПД
тепловой машины называют, отношение
совершаемой работы к количеству теплоты,
полученной
от нагревателя
Передача количества теплоты от нагревателя к газу происходит при температуре Т1, а от рабочего вещества к холодильнику Т2.
КПД всех обратимых машин, работающих по циклу, который состоит из 2 изотерм и 2 диобат одним и тем же холодильником, и нагревателем.
КПД необратимой машины меньше, обратимой
Энтрофия – это функция состояния системы разность значений, которой приведённый к количеству теплоты при обратном процессе системы
Если процесс не обратим, то
Если части цикла необратима, то и весь цикл необратим
Термодинамические потенциалы.
Зная выражения этих потенциалов через независимые параметры можно вычислить остальные параметры и характеристики термодинамических процессов.
Используя 1 формулу термодинамики
Общее выражение
Система с переменным числом x
Если дифференциальной энергии Гельнгальца и энергия гибса отстаивать:
Химический потенциал равен изменению находящегося на 1 частицу в соответственном пространстве.
