Особенности оценки демпфирующих свойств артерий со стенотическими поражениями или нарушениями геометрии

При прохождении потока крови через сужение сосуда возникают некоторые гидродинамические эффекты, которые следует учитывать при оценке DEMP-свойств. Рассмотрим горизонтально расположенный сосуд, у которого площадь поперечного сечения резко уменьшается от 5 до S2 (рис. 2.5).

Предположим, что поток крови является стационарным и ламинарным, причем его скорость в широкой части и,

Движение крови в сосуде со стенозом

Рис. 2.5. Движение крови в сосуде со стенозом

а в узкой иг Поскольку объемный расход крови в обоих сечениях одинаков, т. е. мД = u7S2, то в узкой части сосуда скорость выше, чем в широкой: и2> и{. Если пренебречь вязкостью крови, то по теореме Бернулли о постоянстве полного давления [26] справедливо равенство

где р - плотность крови, Р{и Р — давление в широкой и узкой частях сосуда. Поэтому

и значит, в силу неравенства и2 > м , давление в широкой части больше, чем в узкой: Р>Р^.

Таким образом, при стенотическом поражении АД в близких участках сосуда может сильно отличаться, что, в свою очередь, может приводить к значительным колебаниям показателей DEMP-свойств, а значит к искаженным данным о жесткости (упругости) исследуемой артерии. Кроме того, при стенотических поражениях не представляется возможным обосновать использование АД на плечевой артерии, поскольку невозможно установить связь его с сильно изменяющимся локальным АД.

Кроме стенозов на точность оценок DEMP-свойств существенное влияние могут оказывать нарушения геоме-

Продольное сечение изогнутого сосуда (R - радиус кривизны осевой линии)

Рис. 2.6. Продольное сечение изогнутого сосуда (R - радиус кривизны осевой линии)

трии сосуда, в первую очередь изгибы его (рис. 2.6). Предположим, что в прямолинейной части сосуда движение крови является стационарным, а в изогнутой части течение стационарно и без турбулентности. В этом случае каждый элемент .<4 (рис. 2.6) изменяет направление движения, следовательно, имеет составляющую ускорения, перпендикулярную направлению движения, равную и2 / г. Значит на него действует сила, перпендикулярная вектору скорости, создаваемая градиентом давления, направленным от наружной стенки изгиба к внутренней. Этот градиент примерно одинаков по всему поперечному сечению сосуда. Поэтому элементы центральной (осевой) части сосуда, движущиеся с наибольшей скоростью, медленнее изменяют направление движения, чем элементы, движущиеся с меньшей скоростью. Это приводит к тому, что кровь из центральной части сосуда перемещается к наружной стенке изгиба, а на смену ей приходит кровь из пристеночной области, где скорость меньше. В результате, во-первых, возникает поперечная циркуляция крови, во-вторых, давление у наружной стенки оказывается большим, а скорость движения крови меньшей, чем у внутренней.

Таким образом, в местах изгиба сосуда давление оказывается разным в различных точках поперечного сечения, что может приводить к значительным ошибкам при оценке DEMP-свойств с использованием АД на плечевой артерии.

Итак, с помощью индексов растяжимости (жесткости) и показателей эластичности (упругости), рассчитываемых с использованием АД на плечевой артерии, адекватные оценки DEMP-свойств возможны для прямолинейных участков артерий без стенотических поражений. При наличии таких поражений и в местах изгиба артерий оценки могут не отражать в полной мере DEMP-свойства.

Рассуждения, представленные выше, как для артерий со стенотическими поражениями, так и для сосудов с изгибом, справедливы, строго говоря, только для стационарного потока крови. Применительно к пульсирующему потоку картина течения усложняется (см. [26]), что приводит к дополнительным ошибкам при оценке DEMP-свойств.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >