Механика кровообращения - Каро К.
Скачать (прямая ссылка):
Другой предельный случай отражения волн имеет место тогда, когда сумма адмиттансов отходящих ветвей много больше адмит-танса общего ствола, например при очень большой суммарной площади поперечного сечения отходящих ветвей. В этом случае R близко к —1, а Г очень мало. Эта ситуация аналогична картине, наблюдаемой при отражении волн от свободного, полностью от*
крытого конца трубки. Поскольку давление на этом ее конце должно быть таким же, как в камере, в которую открывается трубка, колебания давления на открытом конце должны быть равны нулю. При этом амплитуда колебаний расхода на открытом в камеру конце трубки удваивается. На этом конце и через каждые полдлины волны от него находятся узлы давления; пучности располагаются на расстоянии в четверть длины волны от конца и далее через каждые полдлины волны. При отражении от открытого конца фаза волны расхода остается неизменной, тогда как фаза волны давления меняется на противоположную. Во всех случаях отрицательного отражения (т. е. когда R <. 0) изменение фазы волн давления и расхода такое же, как при отражении от конца открытого типа.
Итак, при положительном отражении фаза волны давления не меняется, фаза волны расхода изменяется на 180°, а амплитуда прошедшей волны давления становится больше амплитуды падающей волны. В случае отрицательного отражения фаза волны расхода остается прежней, фаза волны давления изменяется на 180°, а амплитуда прошедшей волны давления становится меньше, чем у падающей волны.
Физиологические данные, свидетельствующие об отражении волн. Изучению пульсовых волн давления и кровотока в различных участках системы крупных артерий человека посвящен ряд работ. На рис. 12.26 приведены записи этих волн в восходящей аорте, в грудной и брюшной аорте, а также в общей подвздошной, подключичной, плечеголовной и почечной артериях человека. Опираясь на все сказанное выше, попытаемся предсказать некоторые возникающие в результате отражений особенности пульсовых волн ‘).
Прежде всего определим, через какое время от начала систолы а) фронт пульсовой волны достигнет некоторого участка системы крупных артерий и б) отраженные волны вернутся в тот же участок. Место наблюдений в восходящей аорте можно рассматривать как расположенное на выходе левого желудочка. Зная скорость волны — около 5 м-с-1 (из табл. I видно, что различие скорости волны у собаки и человека незначительно), можно оценить время, за которое пульсовая волна достигнет места отхождения ветвей дуги аорты, отстоящего от сердца примерно на 8 см. Это время составляет около 0,016 с, и, следовательно, уже через 0,032 с отраженная от этих ветвей волна вернется к корню аорты. Но начальная часть систолы, когда кровь ускоряется, а давление и расход быстро растут, длится обычно 0,1 с. Таким образом,
') Картина отраженных волн, наблюдаемая в данном месте системы крупных артерий, у животных разных видов по-видимому, неодинакова. Обсуждаемые здесь явления относятся к человеку. Соответствующие данные, касающиеся собаки, приведены в гл 2 книги McDonald D А, Blood flow in arteries, Edward Arnold, 1§74.
Правея
подключичная
артерии
Давление, мм рт. ст
Скорость, см
Восходящая аорта 120 60
100
Плечеголовная
артерии
Давление мм рт. ст
110
60
Скорость, см - о-’ -
0,2 С
0,2 с
Рис. 12.26. Зарегистрированные одновременно кривые пульсовых волн давления и скорости крови в различных участках артериального дерева человека. (Все кривые зарегистрированы у одного пациента, за исключением кривых дли правой почечной и правой общей подвздошной артерий.) [Mills et al. (1970). Cardiovacs.
Res., 4, 405.]
отраженная волна едва ли окажется заметной: ее фронт достигает корня аорты в период быстрого повышения давления, а ее амплитуда будет, вероятно, невелика, поскольку общая площадь поперечного сечения всех артерий после отхождения ветвей от дуги аорты немногим больше площади сечения аорты до их отхождения.
Другое, более важное место отражения распространяющейся по аорте пульсовой волны, характеризующееся наибольшим коэффициентом отражения, — это бифуркация аорты. Измерения показали, что общая площадь поперечного сечения обеих подвздошных артерий обычно на 20% меньше площади сечения брюшной аорты, поэтому на бифуркации аорты следует ожидать значительного положительного отражения. (Это предположение может не выполняться для собак, у которых последнее разветвление аорты, ее три-
фуркация, может быть хорошо согласовано.) Далее, время, в течение которого волна распространяется от сердца до бифуркации аорты, равно отношению расстояния (у человека — около 60 см) к средней скорости волны в аорте (равной примерно 6 м-с-1). Это время составляет приблизительно 0,1 с, и, следовательно, отраженная волна вернется к корню аорты (равно как и к местам измерения в подключичной и плечеголовной артериях) спустя 0,2 с.
Отметим, что на нисходящем фронте волн скорости крови имеется ступенька (рис. 12.26; измерения производили в ядре потока, и поскольку профиль скорости в артериях почти плоский, записи отображают также и расход крови, см. разд. 12.8). Эта ступенька представляет собой результат кратковременного повышения и последующего замедления спада скорости кровотока. Ступенька появляется спустя некоторое время от начала систолы, причем это время тем больше, чем дальше от бифуркации аорты вверх по течению крови расположено место измерения, и для плечеголовной артерии это время достигает примерно 0,2 с. Поэтому наличие ступеньки на записи волны скорости крови можно расценить как признак прихода отраженной волны. Но, поскольку предполагается, что область разветвления аорты на пару подвздошных артерий является местом положительного отражения, т. е. отражения по типу закрытого конца, отраженная и падающая волны скорости крови не совпадают по фазе и максимуму падающей волны соответствует минимум (впадина) отраженной волны. Легко видеть, что такая впадина должна вызвать ускоренный спад волны скорости кровотока в аорте, что и наблюдается в действительности.
