Механика кровообращения - Каро К.
Скачать (прямая ссылка):
Прямое движение крови в восходящей аорте начинается, естественно, в момент открытия аортального клапана вместе с изгнанием крови из желудочка. Кровоток резко возрастает до пикового значения и тут же начинает быстро снижаться, хотя и несколько медленнее, чем повышался. При закрытии аортального клапана возникает короткая фаза обратного движения крови, когда она течет по направлению к аортальному клапану, а затем в течение остальной части цикла сокращения сердца движение крови практически прекращается. Пиковое значение скорости крови зависит от многих факторов (в острых опытах на животных не в последнюю очередь от выбора средства для наркоза и от глубины последнего); у здоровой бодрствующей собаки оно, по-видимому, больше 1 м-с-1. (Значения, представленные в табл. I, собраны из многих источников, и разброс их отражает влияние различных факторов.) Ускорение крови в начале фазы изгнания приобре-
Рис. 12.17. Записи скорости и ускорения крови в восходящей аорте человека. Кривая ускорения получена дифференцированием сигнала скорости с помощью электронного устройства. [Bennett, Else, Miller,
Sutton, Miller, Noble (1974). Maximum acceleration of blood from the left ventricle of patients with ischaemic heart desease Clin. Sci. mol. med., 46, 49—59.]
тается очень быстро, но оно кратковременно: картина такая, как если бы по столбу крови нанесли удар молотком. В правомерности такого сравнения можно убедиться, взглянув на рис. 12.17. Здесь наряду с записью волны скорости крови приведена полученная одновременно запись ускорения и замедления ‘). Пиковое значение ускорения крови у здоровой собаки составляет около 5—10 g и может увеличиваться на 50% при усилении сокращений сердца соответствующими веществами или во время мышечной работы. Значения скорости крови и ее ускорения у человека точно не установлены, но, вероятно, они несколько ниже (см. рис. 12.17).
О соотношении во времени изменений давления и расхода крови на входе в аорту позволяет судить рис. 12.18, на котором соответ-
1) Ускорение есть скорость изменения скорости, и поэтому его определяют по наклону кривой скорости к оси времени. На языке математики ускорение есть производная скорости и по времени: du/dt. В опытах ускорение обычно определяют, дифференцируя сигналы скорости кровотока при помощи электронного устройства, напряжение на выходе которого пропорционально скорости изменения входного сигнала. Такое же устройство можно применить и для того, чтобы из сигнала давления извлечь сигнал скорости изменения давления.
ствующие записи приведены в сопоставимом масштабе и наложены друг на друга. В начале систолы давление и расход растут одновременно — факт, который указывает еще раз, что именно градиент давления, а не само давление как таковое определяет движение крови. Далее в течение систолы синфазность изменений давления и расхода крови нарушается, что обусловлено главным образом появлением отраженных компонентов волны давления (этот вопрос мы подробно разберем позднее).
Рис. 12.18. Записи давления (/) и расхода крови (//) в восходящей аорте собаки. Масштаб выбран таким образом, чтобы амплитуды колебаний обеих величии были примерно одинаковыми. [Kouchoukos, Sheppard, McDonald (1970). Estimation of Stroke volume in the dog by a pulse contour method. Circulation Res.,
26, 611—623.1
Анализ формы волны скорости крови во все более удаленных от сердца участках артериальной системы (нижние записи на рис. 12.19) показывает, что амплитуда этой волны постепенно уменьшается в противоположность увеличению амплитуды и крутизны волны давления, на что мы уже обращали внимание (верхние записи на рис. 12.19). Далее (разд. 12.3) мы постараемся объяснить природу как этих, так и других уже упоминавшихся явлений.
Мы убедимся, что в принципе по кривым пульсовых волн давления или скорости движения крови в корне аорты можно предсказать форму пульсовых волн давления и скорости кровотока в каком угодно участке сосудистого русла, если только свойства этого русла известны достаточно подробно. В частности, давление в корне аорты определяет скорость кровотока в нем, и наоборот. Более того, хотя мы не знаем полностью геометрию сосудистого русла и механические свойства кровеносных сосудов, имеющихся данных все же достаточно, чтобы с определенной степенью точности предсказать соотношение между давлением и расходом крови на протяжении всей аорты.
Терминология. Поскольку движение крови во времени нестационарно и скорость по сечению артерии неодинакова (существует профиль скорости), необходимо точно определить, что именно мы будем понимать под скоростью. Если в некоторый момент ¦времени расход (объемная скорость) крови в артерии с площадью
Рис. 12.19. Сопоставление кривых давления и скорости крови в разных участках артериального русла собаки. [McDonald (1974). Blood flow in arteries, Edward
Annold, London.]
поперечного сечения А равен Q, то в этот момент средняя по сечению скорость равна Q/Л. Эта величина меняется во времени точно так же, как и расход крови, и отличается от него только множителем l/А. Именно эта мгновенная средняя скорость приведена на большинстве тех рисунков данной главы, где изображена форма волн скорости кровотока.