Вариации связи скорости распространения пульсовой волны и артериального давления Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

УДК 612,13+611,1

Ю.Г. Поморова, А.А. Кондыков, В. Д. Киселев Вариации связи скорости распространения

ПУЛЬСОВОЙ ВОЛНЫ И АРТЕРИАЛЬНОГО ДАВЛЕНИЯ

Вступление

Связь скорости распространения пульсовой волны (СРПВ) с уровнем давления в со-

-

тверждена экспериментально давно. Часть исследований, проведенных в этой области,

-

ленной степенью корреляции, основана на предположении о линейном характере связи между этими показателями [1, 2, 3], в связи с чем обсуждался вопрос об использовании СРПВ в оценке артериального давления. Анализ работ последних лет свидетельствует

-

жду этими величинами и недостаточности наших знаний о связи между ними [4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11].

«Одноточечная» СРПВ-эластометрия [12, 13] имеет, на наш взгляд, ограниченную

-

ности возможна путем получения кривой зависимости СРПВ - давление [5,6]. Наши исследования были направлены на изучение характера зависимости СРПВ от давления.

Методика

-

расте от 21 до 76 лет, на участке верхняя

-

совые кривые, по которым рассчитывались значения СРПВ. Реографические электроды

-

-

топлетизмографический датчик (блок РКВ установки «Полиграф П64 - 01») - на палец.

-

роткову.

-

-

-

кальный ортостаз [5, 6]). У испытуемых

-

-

рой производили запись. Горизонтальное

-

-

лическом давлении (ДД), исключая влияние ортостаза. Пассивное поднятие руки вверх

-

ского давления (примерно 20-30 мм рт. ст.). Опускание руки вниз увеличивало ДД на эту же величину.

-

мый участок, определялось в средней точке данного участка. Гидростатическое давление рассчитывалось так:

гД = 0,0735 Ь,

где гД - гидростатическое давление, ММ рт. ст., Ь - половина расстояния исследуемого участка, мм.

-

зона давлений рассчитывалась СРПВ при нулевом давлении (Дд). Для этого на плечо

-

-

-

никающей ниже манжеты. Для каждого

-

-

судистого давления: СРПВ0 - при давлении, близком к нулевому (До) (1-я точка), СРПВгор - при диастолическом давлении (ДД) (2-я точка), СРПВвверх - при давлении

-

чину гидростатического давления (ДД-гД) (3-я точка), а также СПРВвнш при давлении

-

чину гидростатического давления (ДД+гД)

-

ление представлена на рисунке 1.

Рис. 1. Схема зависимости СРПВ - давление

Изучение зависимости СРПВ от величины трансмурального давления проводили на

-

прессии манжеты, наложенной на данную артерию. Значения СРПВ рассчитывали по

-

тооптических датчиков фотоплетизмогра-фа ФПГ-2, расположенных под манжетой на

-

-

зованием 10-разрядного аналого-цифрового преобразователя с частотой дискретизации сигнала 2кГц. Было обследовано 15 человек в возрасте от 18 до 22 лет.

Полученные результаты

Получено семейство индивидуальных кривых зависимости СРПВ от давления по четырем точкам в диапазоне давлений от О до 112,5 ± 10,6 мм рт. ст. Часть из них представлена на рисунке 2.

-

сти Юнга (Е), представленной формулой Менса-Кортвейга [14], мы полагали, что с ростом давления напряжение сосудистой

-

-

-

симости СРПВ в расширенном диапазоне

-

лено на рисунке 1.

В диапазоне давлений от 0 до 89,1 ±10,6

-

ных кривых соответствовал ожидаемому на рисунке 1, отличаясь лишь крутизной. В 4-й точке характер изменения зависимости

-

-

образный ход кривых. У части испытуемых показатель СРПВ с ростом давления вел себя в соответствии с ожидаемой кривой рисунка

-

туемых прирост значений СРПВ в 3-й точке резко замедлялся, и зависимость выходила на плато (кривые 4 и 5 рисунка 2).

Однако поведение кривых третьего типа, встречающихся в 18,5% случаев, когда с

-

-

дением зависимости СРПВ от давления, представленной на рисунке 1, и не находит никакого объяснения (кривые 2 и 6 рисунка 2). Многочисленные проверки расчетов

-

добного типа кривых. Это позволило нам

-

-

ний и расчетов.

СРПВ, м/с

0.00 40.00 80.00 120.00

Давление, мм рт. ст.

Рис. 2. Семейство индивидуальных эласто-метрических кривых СРПВ - давление, построенных по четырем точкам

-

чальном обследовании у двоих испытуемых

-

денное повторное обследование спустя две недели не выявило наличия кривых третьего

-

-

ризуют не морфологические особенности сосудистой стенки, а ее функциональные свойства.

-

-

-

ментах на животных при изучении

-

-

симостями 2 и 3 рисунка 3 встречалось 1015% кривых необычной формы [1, рте. 3]. С использованием формулы А.О НЫйе [15] рассчитывали модуль упругости (Е), затем по формуле Менса-Кортвейга - СРПВ. На кривой 1 (рис. 3) в диапазоне давлений 60120 мм рт. ст. растяжимость сосудистой стенки снижалась (участок а-Ь), а затем резко возрастала (участок Ь-с).

-

-

сунка видно, что при увеличении давления

Ь-с

кривой 1), а характер зависимости СРПВ от давления разнообразен и отличается у всех представленных вариантов: в первом случае, начиная с некоторого давления (диапазон между диастолическим и систолическим, т.е. в нашем случае точки 3 и 4), наблюдается скачкообразное изменение тонуса сосуда, не зависящее от изменения внутрисосудистого давления, во втором случае нами получено плавное нарастание тонуса с выходом на плато, в третьем - зависимый от давления прирост данного показателя.

Объяснить данное аномальное поведение не представляется возможным, так как в

-

ние давления с шагом в 20 мм рт. ст. лишь

-

-

нить механизм резкого изменения состояния активного компонента сосудистой стенки, приводящего к увеличению растяжимости или снижению СРПВ, несмотря на прирост давления.

Диаметр, мм

Давление, мм рт.ст.

Рис. 3. Кривые зависимости диаметр - давление

СРПВ, м/с

Рис. 4. Кривые зависимости СРПВ - давление

-

ловека в спокойном состоянии наблюдали

-

-

-

ны между собой, и степень выраженности данного показателя на периферии может

-

ных сосудов.

-

ния путем компрессии и декомпрессии СРПВ, измеренного на трассе под манжетой, была получена кривая зависимости СРПВ -трансмуральное давление, представленная на рисунке 5.

В точке диастолического давления 75,35±9,2 мм рт. ст. происходит инверсия трансмурального давления. Уменьшение СРПВ на фазе компрессии (сплошная часть

-

нием жесткости сосудистой стенки в ответ на уменьшение трансмурального давления.

-

-

прессии. вызывает тонизацию активного компонента сосудистой стенки [7,8] и долж-

но было бы увеличивать модуль упругости, а соответственно, и СРПВ. Однако для начала фазы декомпрессии характерны маленькие значения СРПВ (0,8+0,22 м/с). В области

-

дается значительный прирост СРПВ. По всей видимости, это явление возникает при изменении геометрии сосуда при переходе

-

ное (пунктирная часть кривой рисунка 5). Таким образом, наблюдается нелинейная

-

нием и СРПВ. Дальнейшее уменьшение СРПВ при росте трансмурального давления может быть объяснено перераспределением

-

нентов в интегральный модуль упругости сосудистой стенки.

СРПВ, м/с

Давление в манжете, мм рт. ст.

-

муральное давление: сплошная линия -СРПВ в фазе компрессии, пунктирная линия

- СРПВ в фазе декомпрессии

Заключение

На увеличение давления сосуды могут реагировать разнообразно. Причина данного

-

-

менении вклада активного и эластического

-

гости, что позволяет объяснить появление разнообразных типов зависимости СРПВ -

-

ДЛЯ ЖИВОГО сосуда И является препятствием ки артериального давления.

Литература

1. Assessment of arterial distensibility by automatic pulse wave velocity measurement / R.Asmar, A. Benetos, J. Topouchian et al // Hypertension. 1995. Vol.26. №3.

2. Blood pressure measurement in the elderly: correlation of arterial stiffness with difference between intra-arterial and cuff pressures /Finnegan Terrence P., Spence J. David, Wong David G.,Wells George A. // J.Hypertens. 1985. V. 3. №3.

3. Pulse transit time as an indicator arterial blood pressure / Geddes L.A., Voelz M.H., Babbs C.F. et al // Psychophysiology. 1981. V. 18. №1.

4. Маркман В.Г., Королева Е.Л. Анализ

-

-

//

1987. Т. 13. №2.

5. -

-

// -

ментальные, прикладные и клинические проблемы физиологии: Сб. ст. Барнаул, 1996.

6. Теоретические и практические аспекты

/-

//

-

-

ждения М.В. Сергиевского. Самара, 1993.

7. Филатова О.В. Реакция активных и пассивных элементов стенки артериальных

-

// -

-

зиологии: Сб. ст. Барнаул, 1992.

-

-

-

реф. дис. ... канд. биол. наук. Барнаул, 1993.

9.

/

// 1

-

циональной диагностики». Барнаул, 20-21 .

10. Hamaura N. Pulse to pulse determination

of diastolic pressure based on the pulse wave velocity . URL: http://

www.mei.titech.ac.jp./mei/shimizu/research/rese arch.html. 28 May 1997.

11. .Koji Seki Noninvasive measu-rement of elastic properties in human finger arteries: Clinical data comparing blood pressure and funduscopic examination // Heart and Vessels.

1988. №4.

12.

скорости распространения пульсовой волны . Рига, 1966.

13.

П.Я. Артериальные сосуды и возраст. М., 1986..

14.

М,1988

15. Hudetz A.G. Incremental elastic modulus for orthotropic incompressible arteries // Biomech. 1979. Vol. 12.

16. -

-

сфигмограммы у бодрствующего человека В различные фазы сна и при вегетососудистых

// -

/

Под ред. В.Д. Киселева. Барнаул, 1996.