Артериальное давление (АД) — один из важнейших параметров, характеризующих работу кровеносной системы. Зная параметры артериального давления, можно судить о состоянии сердечно-сосудистой системы человека.
Важный шаг измерении АД сделал в 1896 г. С.Рива-Роччи. Его метод заключается в сжатии плечевой артерии с помощью специальной манжеты, представляющей собой резиновый рукав шириной 4–5 см и длиной 40 см, заключенный в футляр из шелковой ткани.
Н. С. Коротков вспомнил совет известного русского хирурга Николая Ивановича Пирогова — в трудных случаях распознавания аневризмы выслушивать сосуды. Он стал систематически выслушивать сосуды у раненых с аневризмами и обнаружил какие-то звуки, которые при определенных условиях изменялись строго закономерно.
При измерении АД если постепенно снижать давление в манжете, в том же месте сначала выслушиваются тоны, потом шумы, затем громкие тоны, интенсивность которых постепенно уменьшается, и, наконец, все звуки в плечевой артерии полностью исчезают. Шумы можно связать с двумя факторами: турбулизацией потока в эластической трубке и колебаниями стенки сосуда.
Задачи. После этого знаменательного открытия ученые начали задаваться вопросом насчет того, каким образом происходят так называемые шумы Короткова. Было проведено много экспериментов in vivo и in vitro по изучению механизмов шумов, а также отмечены различные явления, которые должны быть объяснены гидродинамической теорией.
До сих пор научный интерес к этому явлению не пропадает, более того уважаемые физические журналы почти каждый год публикуют результаты новых исследований.
Рис. 1. Эксперимент с резиновой схлопывающейся трубкой
- Жидкость поступает из резервуара, в котором высоту уровня H над схлопывающимся участком можно варьировать. Отрезок гибкой трубки горизонтально закрепляют между двумя участками жесткой трубки и помещают в камеру, где поддерживают постоянное давление pс. Измеряются давления на входе и выходе p1, p2, и расход Q.
- Измеряется p2 при неизменном pс. Зависимость расхода Q от p2 будет выражаться следующим уравнением p2 =k1 Q2 +k2. При увеличении разности давлений pс и p2 трубка будет раскрываться, течение по схлопывающейся трубке будет пуазейлевским. имеется область колебания расхода, при которой возникают шумы.
Большое значение имеют исследования Ура и Гордона. В одном из своих экспериментов они снижали входное давление, сохраняя постоянное давление в манжете (pc=const). Проба должна была имитировать падение артериального давления после пика систолы, но не воспроизводила начала систолы, когда давление растет и вынуждает артерию раскрыться. На рисунке видно, что при падении входного давления p1 (ниже давления в манжете) на определенной частоте генерируются звуковые колебания вниз по потоку, сопровождающиеся колебаниями площади сечения сосуда. Верхняя запись — электрический импеданс участка сосуда, включая область схлопывания; обнаружили, что импеданс имеет связь с площадью поперечного сечения в самом узком месте. Быстрое снижение давления в манжете, имитирующее диастолу, создает тон — короткий пакет колебаний длительностью около 300 мс.
Исходя и исследований Ура и Гордона можно сделать некоторые выводы:
Высокоскоростная съемка показала, что от осциллирующего сужения вверх и вниз по потоку распространяются предположительно волны давления;
Если входное давление изменять очень медленно, то частота осцилляций будет меняться также медленно, будучи при низких значениях разности p1 — pc в 2–3 раза больше, чем при больших значениях.
После этого знаменательного открытия ученые начали задаваться вопросом насчет того, каким образом происходят так называемые шумы Короткова. Было проведено много экспериментов in vivo и in vitro по изучению механизмов шумов, а также отмечены различные явления, которые должны быть объяснены гидродинамической теорией.
До сих пор научный интерес с этому явлению не пропадает, более того уважаемые физические журналы почти каждый год публикуют результаты новых исследований.
Литература:
- Педли Т. Гидродинамика крупных кровеносных сосудов. — 1983.
- Гонзалес Ф. Происхождение звуков Короткова и их роль в сфигмоманометрии. — 1974.
- Ур А., Гордон М. Происхождение звуков Короткова. –1970.
- Волобуев Н. А. Успехи физических наук. — 1998.
- Паршиков В. В., Киреева Н. Б., Клочков Б. Н. Математическая модель пузырно-мочеточникового рефлюкса / Нижегородский медицинский журнал. — 2004. — С.70–72.
