Оглавление темы "Функции систем кровообращения и лимфообращения. Система кровообращения. Системная гемодинамика. Сердечный выброс.":
1. Функции систем кровообращения и лимфообращения. Система кровообращения. Центральное венозное давление.
2. Классификация системы кровообращения. Функциональные классификации системы кровообращения (Фолкова, Ткаченко).
3. Характеристика движения крови по сосудам. Гидродинамические характеристики сосудистого русла. Линейная скорость кровотока. Что такое сердечный выброс?

5. Системная гемодинамика. Параметры гемодинамики. Системное артериальное давление. Систолическое, диастолическое давление. Среднее давление. Пульсовое давление.
6. Общее периферическое сопротивление сосудов (ОПСС). Уравнение Франка.
7. Сердечный выброс. Минутный объем кровообращения. Сердечный индекс. Систолический объем крови. Резервный объем крови.
8. Частота сердечных сокращений (пульс). Работа сердца.
9. Сократимость. Сократимость сердца. Сократимость миокарда. Автоматизм миокарда. Проводимость миокарда.
10. Мембранная природа автоматии сердца. Водитель ритма. Пейсмекер. Проводимость миокарда. Истинный водитель ритма. Латентный водитель ритма.

Давление и скорость кровотока в системе кровообращения уменьшаются от аорты до венул (см. табл. 9.2), а кровеносные сосуды становятся все более мелкими и многочисленными. В капиллярах скорость кровотока замедляется наиболее выраженно, что благоприятствует отдаче кровью веществ тканям. Для венозного отдела характерны низкий уровень давления и более медленная по сравнению с артериальным руслом скорость кровотока.

Таблица 9.2. Гидродинамические характеристики сосудистого русла большого круга кровообращения

Сопоставление величин давления, кровотока и сопротивления сосудов в различных отделах сосудистого русла (табл. 9.2) свидетельствует о том, что внутрисосудистое давление от аорты до полых вен резко снижается, а объем крови в венозном русле, наоборот, возрастает. Следовательно, артериальное русло характеризуется высоким давлением и сравнительно небольшим объемом крови, а венозное - большим объемом крови и низким давлением.

Считается, что в венозном русле содержится 75-80 % крови, а в артериальном - 15-17 % и в капиллярах - около 5 % (в диапазоне 3-10 %).

Рис. 9.1. Сердечно-сосудистая система (функциональная схема) .

Цифры в скобках - величина кровотока в покое (в % к минутному объему), цифры внизу рисунка - содержание крови (в % к общему объему).

Артериальная часть сердечно-сосудистой системы (светлая часть схемы) содержит всего 15-20 % общего объема крови и характеризуется высоким (относительно остальных отделов системы) давлением. В центре схемы находится область транскапиллярного обмена, т. е. капиллярных (обменных) сосудов, для обеспечения оптимальной функции которых служит, в основном, сердечно-сосудистая система. При этом в виде точек обозначено большое число капилляров в организме и огромная площадь их возможной поверхности во время функционирования органа или ткани, хотя цифры внизу указывают на сравнительно небольшой объем содержащейся в них крови в условиях покоя. Наибольшее количество крови содержится в области большого объема, которая обозначена штриховкой. Эта область содержит в 3-4 раза больше крови, чем область высокого давления, в связи с чем и площадь, обозначенная на схеме штриховкой, больше площади светлой части схемы.

Исходя из этого в функциональной схеме сердечно-сосудистой системы (рис. 9.1) выделены 3 области: высокого давления, транскапиллярного обмена и большого объема.

При функциональном единстве, согласованности и взаимообусловленности подразделов сердечно-сосудистой системы и характеризующих их параметров в ней условно выделяют три уровня:

а) системная гемодинамика - обеспечивающая процессы циркуляции крови (кругооборота) в системе;

б) органное кровообращение - кровоснабжение органов и тканей в зависимости от их функциональной потребности;

в) микрогемодинамика (микроциркуляция ) - обеспечение транскапиллярного обмена, т. е. нутритивной (питательной) функции сосудов.

Основные закономерности движения жидкости по трубам описаны разделом физики - гидродинамикой. Согласно законам гидродинамики, движение жидкости по трубам зависит от разности давления в начале и в конце трубы, ее диаметра и от сопротивления, которое испытывает текущая жидкость. Чем больше разность давлений, тем больше скорость движения жидкости по трубе. Чем больше сопротивление, тем меньше скорость движения жидкости. Для характеристики процесса движения жидкости по трубе используют понятие объемная скорость. Объемная скорость движения жидкости – это объем жидкости, который протекает за единицу времени через трубу определенного диаметра. Объемную скорость можно рассчитать при помощи уравнения Пуазейля:

Q = (P 1 – P 2)/R

Q – объемная скорость, P 1 – давление в начале трубы, P 2 – давление в конце трубы, R – сопротивление движению жидкости в трубе.

В целом движение крови по сосудам с некоторыми поправками подчиняется законам гидродинамики. Движение крови по сосудам получило название гемодинамики. Согласно общим законам гемодинамики сопротивление току крови по сосудам зависит от длины сосудов, их диаметра и вязкости крови:

R – сопротивление, h - вязкость крови, l – длина сосудов, r – радиус сосуда. Вязкость крови зависит от количества в ней клеточных элементов и белкового состава плазмы.

Объемная скорость зависит от диаметра сосудов. Наиболее большая объемная скорость кровотока в аорте, наименьшая в капилляре. Однако, объемная скорость кровотока во всех капиллярах системного круга кровообращения равна объемной скорости кровотока в аорте, т.е. количество крови, протекающей за единицу времени через разные участки сосудистого русла, одинаково.

Кроме объемной скорости кровотока, важным показателем гемодинамики является линейная скорость кровотока. Линейная скорость кровотока – это расстояние, которое частица крови проходит за единицу времени в том или ином сосуде. Линейная скорость кровотока прямо пропорциональна объемной скорости и обратно пропорциональна диаметру сосуда.

Чем больше диаметр сосуда – тем меньше линейная скорость кровотока.

В аорте линейная скорость кровотока составляет 0,5 – 0,6 м/сек., в крупных артериях – 0,25 – 0,5 м/сек., в капиллярах - 0,05 мм/сек., в венах – 0,05 – 0,1 м/сек.. Низкая линейная скорость кровотока в капиллярах связана с тем, что их суммарный диаметр во много раз превышает диаметр аорты. Представленные выше рассуждения свидетельствуют о том, что одним из ведущих факторов, влияющих на гемодинамические показатели, является диаметр сосудов. Поэтому следующий вопрос нашей лекции будет посвящен рассмотрению физиологических механизмов регуляции просвета сосудов. При этом следует помнить, что диаметр сосуда зависит от тонуса гладкой мускулатуры, составляющей основу сосудистой стенки. Таким образом, механизмы регуляции диаметра сосудов – это во многом механизмы регуляции тонуса сосудов.

Отдельного внимания в спектре изучаемых сосудов методом ультразвуковой допплерографии заслуживают позвоночные артерии. Особенно параметры скорости кровотока и диаметра сосуда. Данные показатели важны для дифференциальной диагностики различных патологических состояний, в том числе проявдяющихся головокружением.

В норме диаметр позвоночных артерий составляет около 5,9±0,93 мм. Диаметр зависит от эластичности сосуда, толщины его стенок, наличия атеросклеротических бляшек или липидных отложений (пятен), от скорости и объема кровотока, вегетативных и других влияний. Например, при артериальной гипертензии за счет увеличения нагрузки на стенку артерии происходит ее расширение за счет истончения и формирования в последующем ригидности. Средний диаметр позвоночных артерий при артериальной гипертензии соответственно в результате составляет 6,3±0,8 мм.

Не менее важным показателем является линейная скорость кровотока, представляющая скорость продвижения крови за единицу времени на участке сосудистого русла. Это расстояние состоит из площади поперечного сечения входящих в этот участок сосудов. Различают несколько разных скоростей: систолическая, средняя, диастолическая. Единицы измерения – сантиметры в секунду. Для позвоночных артерий в норме линейная скорость кровотока в зависимости от возраста составляет по левой 12 см/с до 19,5 см/с; по правой – 10,7 см/с до 18,5 см/с (наибольшие значения у лиц младше 20 лет); систолическая скорость кровотока составляет от 30 см/с до 85 см/с, средняя – от 15 см/с до 51 см/с, диастолическая от 11 см/с до 41 см/с (данные по Шотекову). Отклонения от нормы с учетом возрастных групп могут свидетельствовать о патологических изменениях, хотя также могут быть связаны с особенностями гомеостаза, вязкостью крови и прочего. Могут быть также оценены индекс резистентности (RI) – для позвоночных артерий он составляет 0,37-0,68 (отношение между систолической и диастолической максимальными скоростями) и пульсационный индекс (PI) соответственно 0,6-1,6 (соотношение разницы между наибольшей систолической и окончательной диастолической скоростями к среднему показателю скорости), данные параметры также относятся к линейной скорости кровотока.

Следует помнить о том, что исследование является дополняющим к картине истории заболевания и других методов исследования. Все полученные данные обобщает лечащий доктор, формируя диагноз и дальнейшую тактику ведения пациента.

Ультразвуковое исследование при заболеваниях органов брюшной полости и забрюшинного пространства

8.7. Допплерографическое исследование сосудов почек.

Диаметр почечных артерий в норме составляет 0,53 ± 0,05 см. Качественный анализ спектрограмм почечных артерий свидетельствует о достаточном уровне конечной диастолической скорости, непрерывном характере кровотока и звукового сигнала.

Пульсационный индекс (PI). Данный параметр является отношением разности между пиковой систолической скоростью и конечной диастолической скоростью кровотока к усредненной по времени максимальной (или средней) скорости кровотока:

Границы основных допплерографических показателей кровотока в почечных артериях взрослого человека в норме.

0,57 – 0,64* 0,56 – 0,70

Время ускорения (АТ), с

Индекс ускорения (AI), м/с

Минутный объем кровотока, мл/мин

Ренально-аортальное отношение (RAR)

Время акселерации (ВА)

ложноположительной диагностикой: особенности анатомического строения сосудистого дерева почки – многочисленные изгибы и извитости сосудов;

ложноотрицательной диагностикой: технические трудности проведения исследования (ожирение, метеоризм), наличие невизуализируемых добавочных артерий, наличие стеноза мелких ветвей почечных артерий (снять показания скоростей кровотока с каждой мелкой ветви технически сложно).

Анализ литературных данных позволяет констатировать, что роль допплеровских ультразвуковых методик в диагностике стеноза почечных артерий еще до конца не выяснена. Сегодня можно только согласиться с уже определившимися двумя подходами к выявлению данной патологии с помощью ультразвукового метода: один путь - это применение технологии визуализации непосредственно самих почечных артерий и оценки гемодинамики в устьях артерий; второй - это оценка гемодинамики в интраренальных сосудах.

некоторое снижение систолической и более значительное снижение диастолической скорости кровотока в системе почечной артерии;

снижение времени ускорения в систолу в следствие снижении эластичности сосудистой стенки, систолический пик не расщеплен, в отличие от спектрограммы здорового человека;

повышение IR, PI, S/D, увеличивающееся с возрастом.

При ультразвуковом исследовании больных хроническим гломерулонефритом можно выделить главные сонологические характеристики хронического гломерулонефрита.

увеличение объема почек на 10-20%;

небольшое повышение эхогенности паренхимы почки;

увеличение скорости кровотока в почечной артерии и ее внутриорганных ветвях при близком к норме значении IR;

увеличение отношения ТАМХ почечной артерии к ТАМХ междольковой артерии до 4,5-5,0 и более (в норме около 4,0);

симметрия происходящих изменений в обеих почках.

На поздних стадиях ХПН при хроническом гломерулонефрите происходит:

значительное уменьшение объема почек, в терминальной стадии в 2 раза;

резкое увеличение кортикальной эхогенности, нарушение кортико-медуллярной дифференциации;

синдром «гиперэхогенных пирамидок», близких по эхогенности к почечному синусу;

значительное уменьшение скорости кровотока в почечной артерии и ее ветвях;

увеличение RI в почечной артерии и ее ветвях до 0,70-0,75;

снижение скорости кровотока, уменьшение отношения ТАМх почечной артерии к ТАМх междольковой артерии ниже нормы - до 3-3,5;

В сообщениях об ультразвуковом исследовании, включая допплерографию, детей с хроническим гломерулонефритом типичных эхографических проявлений обнаружено не было, в то время как при остром гломерулонефрите отмечалось увеличение размеров почки, повышение эхогенности паренхимы, отсутствие четкой кортико-медуллярной дифференциации, ускорение кровотока.

увеличение линейных размеров почек и их объема (в среднем на 20%);

увеличение толщины, нормальная эхогенность почечной паренхимы;

гиперэхогенные кольца вокруг почечных пирамидок в связи с уплотнением стенок междолевых и дуговых артерий (при длительности сахарного диабета более 5 лет);

повышение IR в системе почечной артерии >0,70 (на 2-й стадии - 0,70-0,72, на 3-й стадии - 0,72-0,76, иногда и более), увеличение PI и S/D, нормальная или несколько сниженная скорость кровотока;

хорошая визуализация подкапсульного кровотока в режиме ЭД;

симметрия происходящих изменений в обеих почках (в большинстве случаев).

При клинических стадиях ДН наблюдаются:

нормальные линейные размеры и объем почки или уменьшение их на 20-30% на поздних стадиях;

субнормальные значения даже в терминальной стадии хронической почечной недостаточности;

гиперэхогенность и уменьшение толщины кортикального слоя паренхимы - синдром склеротических изменений;

синдром «гиперэхогенных пирамидок», акустически не дифференцирующихся от почечного синуса;

значительное увеличение IR (до 0,77-0,87 и более в зависимости от стадии), PI и S/D, снижение систолической и диастолической скорости кровотока;

значительное обеднение интраренального сосудистого рисунка в режиме ЭД, особенно в подкапсульных участках.

Таким образом, изменения допплерометрических показателей почечного кровотока, выявляемые у больных сахарным диабетом с начинающейся нефропатией, свидетельствуют о том, что они являются ранним признаком повреждения сосудистой системы почек у этой категории больных. Допплерографическое исследование почечных артерий можно использовать как один из методов выяснения реактивности сосудистой системы почек у больных сахарным диабетом.

почки увеличены в размерах и приобретают шаровидную форму в связи с преимущественным увеличением передне-заднего размера;

кортико-медуллярная дифференцировка подчеркнута вследствие ишемии коркового вещества и полнокровия пирамид в связи с юкстамедуллярным артерио-венозным шунтированием крови;

почечная паренхима утолщена, может быть обычной толщины;

пирамиды увеличены в размерах, их эхогенность снижена;

эхогенность коркового вещества повышена, но может быть не изменена;

при ЦДК и ЭД кортикальный кровоток резко снижен;

диастолическая скорость кровотока в стадии олигоанурии в почечных артериях и их ветвях вплоть до междольковых артерий резко снижена (при тяжелых формах ОПН отсутствует или отмечается ретроградный диастолический кровоток, прогрессивно возрастает в последующие стадии, возвращаясь к норме в стадии выздоровления);

систолическая скорость кровотока в почечных артериях и их ветвях в стадии олигоанурии снижена (менее значительно, чем диастолическая скорость), умеренно возрастает в диуретической стадии, возвращаясь к норме в стадии выздоровления;

время систолического ускорения кровотока в почечной артерии в стадии олигоанурии сокращается примерно в 2 раза, скорость систолического кровотока быстро нарастает и быстро падает, постепенно возвращаясь к норме в последующих стадиях;

RI, PI, S/D почечных артерий и их ветвей вплоть до междольковых артерий встадии олигоанурии резко повышены (RI почечной артерии >0,75 в 80% случаев, может достигать 1,0) с последующим снижением в диуретической стадии и нормализацией в стадии выздоровления;

скорость кровотока в почечной вене в стадию олигоанурии повышена, может наблюдаться турбуленция и маятникообразный кровоток.

В стадии олигоанурии наблюдаются характерные качественные изменения допплеровского спектра: резкий подъем, заостренная вершина, резкое падение со значительно сниженной скоростью в диастолу или отсутствие диастолической антеградной составляющей кровотока, возможен начально-диастолический, конечно-диастолический или пандиастолический ретроградный артериальный кровоток.

гиперваскуляризация - крупные сосуды различного диаметра вокруг новообразования, имеющие патологические разветвления, распространяющиеся к центру (пери- и интранеоваскуляризация);

для кистозно-солидных опухолей почки характерно присутствие кровотока в перегородках опухоли и в солидном компоненте, что отличает кистозные формы рака от мультилокулярных кист;

высокая максимальная систолическая скорость кровотока в сосудах на границе опухоли и внутри нее;

выявление опухолевых тромбов в почечной и нижней полой венах.

Опухоль почки наиболее часто приходится дифференцировать с парехиматозной перемычкой (гипертрофированные колонны Бертини, эмбриональная дольчатость почки), с туберкулезными кавернами, с организовавшимися гематомами, узлами регенерации при хронических воспалительных процессах, гидронефрозах с явлениями нефросклероза.

Показатели ультразвуковой допплерографии в норме

Аудиоанализ допплеровских сигналов кровотока

Качественный анализ допплеровских кривых скорости кровотока

• наибольший пик в систолу, обусловленный прямым кровотоком;
• противоположно направленный пик - обратный ток крови в раннюю диастолу, вследствие возврата крови при высоком периферическом сопротивлении;
• пик в поздней диастоле, вызванный кровотоком на периферию вследствие эластичности стенок артерий. Пик равнонаправленный току крови в систолу.

• систолический пик (максимальное ускорение кровотока);
• катакротический пик (соответствует началу периода расслабления);
• дикротическая вырезка (соответствует периоду закрытия клапана аорты);
• диастолический пик и наклонная диастолическая кривая (соответствует фазе диастолы).

Количественный анализ

• пиковая систолическая скорость кровотока - Vs;
• пиковая скорость обратного кровотока - Vd;
• средняя скорость - Vm;
• усреднённая по времени максимальная скорость кровотока (усреднённая относительно максимальных скоростей допплеровского спектра за несколько сердечных циклов, ТАМХ);
• усреднённая по времени средняя скорость (усреднённая относительно средних скоростей допплеровского спектра, ТАV).

• систоло-диастолическое отношение (Vs/Vd);
• индекс периферического сопротивления (индекс резистивности RI=Vs+Vd/Vs);
• пульсационный индекс (RI=Vs-Vd/TAMX) - косвенно характеризует состояние периферического сопротивления в исследуемом артериальном бассейне;
• время ускорения (интервал времени от начала систолического пика до вершины) косвенно характеризует тонус сосудистой стенки.

Спектральный анализ

Для безошибочной интерпретации изменений при анализе ЭКГ необходимо придерживаться приведённой ниже схемы её расшифровки.

В рутинной практике и при отсутствии специального оборудования для оценки толерантности к физической нагрузке и объективизации функционального статуса больных с умеренно выраженными и тяжёлыми заболеваниями сердца и лёгких можно использовать тест ходьбы в течение 6 мин, соответствующий субмаксимальн.

Электрокардиография - метод графической регистрации изменений разности потенциалов сердца, возникающих в течение процессов возбуждения миокарда.

Нормальные показатели эхокардиографии, допплерографии

Аортальный клапан: систолическое расхождение створокмм

Скорость кровотока - до 1,7 м/сек

Градиент давления - до 11,6 мм рт.ст.

Правое предсердие -мм

Ударный объем -мл

фракция выброса- 56-64%

фракция сокращения более 27-41%

МЖП - диастолическая ширина-7-11мм, экскурсия - 6-8 мм

Диастолическое расхождение створок митрального клапана -мм

Скорость раннего диастолического прикрытия передней створки- 9-15 м/сек.

Площадь отверстия - 4-6 кв.см

Скорость кровотока - 0,6-1,3м/сек.

Градиент давления - 1,6-6,8 мм рт. ст.

Трехстворчатый клапан: скорость кровотока - 0,3-0,4 м/сек

Градиент давления - 0,4-2,0 мм рт.ст.

Скорость кровотока - до 0,9 м/сек.

Градиент давления - до 3,2 мм рт. ст.

Диаметр легочного ствола -мм

Определение тяжести митрального стеноза и аортального стеноза:

Площадь митрального отверстия в норме составляет около 4 см 2 . При митральном стенозе клиническая симптоматики появляется при S = 2,5 см 2 .

Степенитяжести митрального стеноза с учетом площади (S) митрального отверстия.

S > 2 см 2 - легкий стеноз;

S = 1-2 см 2 - умеренный стеноз (средней степени);

S < 1 см 2 - значительный стеноз (тяжелой степени);

Степени тяжести аортального стеноча с учетом S аортального отверстия.

S = 1,5 см 2 - начальный аортальный стеноз;

S = 1,5-1,0 см 2 - умеренный аортальный стеноз;

S < 1,0-0,8 см 2 - выраженный аортальный стеноз (тяжелой степени);

Оценка тяжести митрального и аортального стеноза с учетом

Допплерометрия: суть метода, проведение, показатели и интерпретация

Невозможно представить себе область медицины, где бы не применялись дополнительные методы обследований. Ультразвук благодаря своей безопасности и информативности при многих заболеваниях используется особенно активно. Допплерометрия – это возможность не только оценить размеры и строение органов, но и зафиксировать особенности движущихся объектов, в частности, кровотока.

Ультразвуковое исследование в акушерстве дает огромный объем информации касательно развития плода, с его помощью стало возможным определять не только число зародышей, их пол и особенности строения, но и наблюдать за характером кровообращения в плаценте, плодных сосудах и сердце.

Бытует мнение, что исследование будущих мам с помощью ультразвукового метода может нанести вред будущему малышу, а при допплерометрии интенсивность излучения еще выше, поэтому часть беременных боится и даже отказывается от процедуры. Однако многолетний опыт использования УЗИ позволяет достоверно судить о том, что оно абсолютно безопасно, а такого количества сведений о состоянии плода невозможно получить никаким другим неинвазивным способом.

УЗИ с допплерометрией должны проходить все беременные женщины в третьем триместре, по показаниям оно может быть назначено и раньше. На основании этого исследования врач исключает или подтверждает патологию, ранняя диагностика которой дает возможность своевременно приступить к лечению и предупредить многие опасные осложнения для растущего плода и мамы.

Особенности метода

Допплерометрия относится к числу ультразвуковых методов, поэтому ее проводят с помощью обычного аппарата, но снабженного специальным программным обеспечением. Она основана на способности волны ультразвука отражаться от движущихся объектов, меняя при этом свои физические параметры. Данные отраженного ультразвука представляют в виде кривых, которые характеризуют скорость движения крови по сосудам и камерам сердца.

Активное применение допплерометрии стало настоящим прорывом в диагностике практически всех видов акушерской патологии, которая обычно связана с нарушением кровообращения в системе мать-плацента-плод. Путем клинических наблюдений были определены показатели нормы и отклонений для различных сосудов, по которым судят о той или иной патологии.

Допплерометрия при беременности дает возможность установить величину и расположение сосудов, скорость и особенности движения крови по ним в момент сокращения сердца и его расслабления. Врач может не только объективно судить о патологии, но и указать точное место ее возникновения, что очень важно при выборе методов лечения, так как гипоксия может быть вызвана патологией и маточных артерий, и пуповинных сосудов, и нарушениями развития плодного кровотока.

Допплерометрия бывает дуплексной и триплексной. Последний вариант очень удобен тем, что видна не только скорость кровотока, но и его направление. При дуплексной допплерометрии врач получает черно-белое двухмерное изображение, по которому аппарат может рассчитать скорость движения крови.

пример кадра триплексного допплерометрического обследования

Триплексное исследование более современно и дает больше информации о кровотоке. Получаемое цветное изображение показывает кровоток и его направление. Врач видит на мониторе красные и синие потоки, а обывателю может показаться, что это движется артериальная и венозная кровь. На самом деле, цвет в данном случае говорит не о составе крови, а о ее направлении – в сторону датчика или от него.

Перед проведением допплерографии не требуется какой-либо специальной подготовки, но женщине могут рекомендовать не принимать пищу и воду за пару часов до процедуры. Исследование не причиняет боли и дискомфорта, пациентка лежит на спине, а кожа живота обрабатывается специальным гелем, улучшающим проведение ультразвука.

Показания к допплерометрии

Ультразвуковое исследование с допплерометрией в качестве скрининга показано всем беременным женщинам в третьем триместре. Это значит, что даже при отсутствии патологии оно должно быть проведено в плановом порядке, и врач-акушер гинеколог обязательно направит будущую маму на обследование.

Оптимальным считается промежуток между 30 и 34 неделями беременности. В этот срок плацента уже хорошо развита, а плод сформирован и постепенно набирает массу, готовясь к предстоящим родам. Любое отклонение от нормы в этом периоде хорошо заметно, и вместе с тем, у врачей еще будет время для коррекции нарушений.

К сожалению, далеко не каждая беременность протекает столь благополучно, что будущая мама в положенный срок и, скорее, для профилактики проходит УЗИ с допплерометрией. Есть целый перечень показаний, по которым исследование проводится вне установленных для скрининга рамок и даже неоднократно.

Если есть основания предполагать гипоксию плода, задержку его развития, что заметно при обычном УЗИ, то допплеровское исследование будет рекомендовано уже внедели. До этого срока проводить процедуру нецелесообразно ввиду недостаточной развитости плаценты и сосудов плода, что может стать причиной ошибочных заключений.

Показаниями к внеплановой допплерометрии считают:

• Заболевания у матери и патологию беременности – гестоз, болезни почек, высокое артериальное давление, сахарный диабет, резус-конфликт, васкулиты;
• Нарушения со стороны плода – задержка развития, маловодие, врожденные пороки развития органов, несинхронное развитие плодов при многоплодной беременности, когда один из них значительно отстает от остальных, старение плаценты.

Дополнительная допплерометрия плода может быть показана в случае, если размеры его не соответствуют должным на данном сроке беременности, ведь замедление роста – признак возможной гипоксии или пороков.

Среди прочих причин к проведению УЗИ с допплерометрией могут оказаться неблагоприятный акушерский анамнез (выкидыши, мертворождения), возраст будущей мамы старше 35 лет или моложе 20, переношенная беременность, обвитие пуповины вокруг шеи плода с риском гипоксии, изменения на кардиотокограмме, повреждения или травмы живота.

Параметры допплерометрии

При проведении УЗИ с допплерометрией врач оценивает состояние маточных артерий и сосудов пуповины. Они наиболее доступны аппарату и хорошо характеризуют состояние кровообращения. При наличии показаний возможна оценка кровотока в сосудах малыша – аорте, средней мозговой артерии, сосудах почек, камерах сердца. Обычно такая необходимость возникает при подозрении на некоторые пороки, при внутриутробной гидроцефалии, задержке развития.

Важнейшим органом, объединяющим организм мамы и будущего малыша, является плацента. Она приносит питательные вещества и кислород, одновременно удаляя ненужные продукты обмена, реализуя свою защитную функцию. Кроме того, плацента выделяет гормоны, без которых не происходит правильного развития беременности, поэтому без этого органа невозможно созревание и рождение младенца.

Формирование плаценты начинается фактически с момента имплантации. Уже в этот момент происходят активные изменения сосудов, направленные на достаточное обеспечение содержимого матки кровью.

Основными сосудами, обеспечивающими кровью организм растущего плода и увеличивающуюся матку, являются маточные и яичниковые артерии, находящиеся в полости малого таза и контактирующие в толще миометрия друг с другом. Разветвляясь на более мелкие сосуды в направлении внутреннего слоя матки, они превращаются в спиральные артерии, которые несут кровь к межворсинчатому пространству – тому месту, где происходит обмен между кровью мамы и малыша.

В организм плода кровь поступает по сосудам пуповины, диаметр, направление и скорость кровотока в которых также имеет очень важное значение, прежде всего, для растущего организма. Возможно замедление тока крови, реверсивный поток, аномалии количества сосудов.

Видео: серия лекций о кровообращении плода

По мере увеличения срока беременности, спиральные сосуды постепенно расширяются, в их стенках происходят специфические изменения, позволяющие доставлять большой объем крови к постоянно растущим матке и малышу. Потеря мышечных волокон приводит к превращению артерий в крупные сосудистые полости с низким сопротивлением стенок, благодаря чему облегчается процесс обмена кровью. Когда плацента полностью сформирована, маточно-плацентарное кровообращение увеличивается примерно в 10 раз.

При патологии не происходит правильной трансформации сосудов, нарушается внедрение элементов трофобласта в стенку матки, что непременно влечет и патологию развития плаценты. В таких случаях есть большой риск гипоксии вследствие недостатка кровотока.

Гипоксия – одно из мощнейших патогенных условий, при котором нарушается и рост, и дифференцировка клеток, поэтому при гипоксии всегда выявляются те или иные нарушения со стороны плода. Для исключения или подтверждения факта недостатка кислорода показана допплерометрия, оценивающая кровоток в маточных, пуповинных сосудах, межворсинчатом пространстве.

пример гипоксии из-за нарушения плацентарного кровотока

Аппарат УЗИ фиксирует так называемые кривые скорости кровотока. Для каждого сосуда они имеют свои пределы и нормальные значения. Оценка кровообращения происходит в течение всего сердечного цикла, то есть скорость движения крови в систолу (сокращение сердца) и диастолу (расслабление). Для интерпретации данных важны не абсолютные показатели кровотока, а их соотношение в разные фазы работы сердца.

В момент сокращения сердечной мышцы скорость потока крови будет наиболее высокой – максимальная систолическая скорость (МСС). При расслаблении миокарда движение крови замедляется – конечная диастолическая скорость (КДС). Эти значения и отображаются в виде кривых.

При расшифровке данных допплерометрии учитывается несколько индексов:

1. Систолодиастолическое отношение (СДО) – соотношение между конечной диастолической и максимальной скоростью кровотока в момент систолы, высчитываемое путем деления показателя МСС на КДС;
2. Пульсационный индекс (ПИ) – из показателя МСС вычитаем значение КДС, и полученный результат делим на цифру средней скорости (СС) движения крови по данному сосуду ((МСС-КДС)/СС);
3. Индекс резистентности (ИР) – разность систолического и диастолического кровотока делится на показатель МСС ((МСС-КДС)/МСС).

Полученные результаты могут как превышать средние нормальные значения, что говорит о высоком периферическом сопротивлении со стороны сосудистых стенок, так и снижаться. В обоих случаях речь будет идти о патологии, ведь и суженные сосуды, и расширенные, но с низким давлением, одинаково плохо справляются с задачей доставки нужного объема крови к матке, плаценте и плодным тканям.

В соответствии с полученными индексами различают три степени нарушений маточно-плацентарного кровообращения:

• При 1А степени обнаруживается увеличение ИР в артериях матки, при этом кровоток в плацентарно-плодной части сохранен на нормальном уровне;
• обратная ситуация, когда нарушено кровообращение в сосудах пуповины и плаценты, но сохранено в маточных артериях характеризует 1Бстепень (ИР повышен в пуповинных сосудах и нормальный в маточных);
• При 2 степени отмечается расстройство кровотока как со стороны маточных артерий и плаценты, так и в сосудах пуповины, при этом значения еще не достигают критических цифр, КДС в пределах нормы;
• 3 степень сопровождается тяжелыми, подчас критическими, значениями кровотока в плацентарно-плодной системе, а кровоток в маточных артериях может быть как измененным, так и нормальным.

Если при допплерометрии установлена начальная степень нарушений кровообращения в системе мать-плацента-плод, то лечение назначается амбулаторно, а через 1-2 недели беременной необходимо повторное УЗИ с допплером для контроля эффективности терапии. После 32 недель гестации показаны многократные КТГ для исключения гипоксии плода.

Нарушение кровотока 2-3 степени требует лечения в условиях стационара с постоянным наблюдением за состоянием и женщины, и плода. При критических значениях показателей допплерометрии значительно повышается риск отслойки плаценты, внутриутробной гибели плода, преждевременных родов. Раз в 3-4 дня таким пациенткам проводится допплерометрия, а кардиотокография – ежедневно.

Тяжелое нарушение кровотока, соответствующее 3 степени, угрожает жизни плода, поэтому при отсутствии возможности его нормализации ставится вопрос о необходимости родоразрешения, даже если это придется сделать раньше срока.

Преждевременные искусственные роды в части случаев патологически протекающей беременности ставят целью спасти жизнь маме, ведь внутриутробная гибель плода по причине неадекватного кровотока может стать причиной смертельно опасного кровотечения, сепсиса, эмболии. Конечно, такие серьезные вопросы не решаются в одиночку лечащим врачом. Для определения тактики создается консилиум специалистов, учитывающих все возможные риски и вероятные осложнения.

Норма и патология

Поскольку состояние сосудов и матки, и плаценты, и плода постоянно меняется в течение всей беременности, то важно оценивать кровообращение именно соотнося его с конкретным сроком гестации. Для этого установлены средние нормы по неделям, соответствие которым означает норму, а отклонение – патологию.

Иногда при удовлетворительном состоянии мамы и плода в процессе допплерометрии обнаруживаются некоторые отклонения. Не стоит впадать при этом в панику, ведь своевременная диагностика позволит скорректировать кровоток в той стадии, когда изменения его еще не вызвали необратимых последствий.

Нормы по неделям подразумевают определение диаметра маточных, спиральных артерий, сосудов пуповины, плодной средней мозговой артерии. Показатели рассчитаны, начиная с 20 недели и до 41. Для маточной артерии ИР в срокенедели составляет в норме не более 0,53. постепенно уменьшаясь к концу гестации, нанеделе он не более 0,51. В спиральных артериях этот показатель, наоборот, увеличивается: внедели он составляет не больше 0,39, к 36 неделе и до родов – до 0,40.

Плодный кровоток характеризуют артерии пуповины, ИР для которых до 23 недели не превышает 0,79, а к 36 неделе снижается до максимального значения в 0,62. Средняя мозговая артерия малыша имеет аналогичные нормальные показатели индекса резистентности.

СДО в течение беременности постепенно снижается для всех сосудов. В маточной артерии показатель внедели может достигать 2,2 (это максимальное нормальное значение), к 36 неделе и до конца беременности составляет не более 2,06. В спиральных артериях СДО внедели не более 1,73, к 36 – 1,67 и ниже. Сосуды пуповины имеют СДО до 3,9 к 23 неделям гестации и не более 2,55 нанеделе. В средней мозговой артерии малыша цифры такие же, как в артериях пуповины.

Таблица: нормы СДО на допплерометрии по неделям беременности

Таблица: сводные значения норм плановой допплерометрии

Мы привели лишь некоторые нормальные значения для отдельных артерий, а врач при обследовании оценивает весь комплекс сосудов, соотнося показатели с состоянием матери и плода, данными КТГ и других методов обследования.

Каждая будущая мама должна знать, что проведение УЗИ с допплерометрией – неотъемлемая часть всего периода наблюдения беременности, ведь от состояния сосудов зависит не только развитие и здоровье, но и жизнь растущего организма. Тщательный контроль кровотока – задача специалиста, поэтому лучше доверить расшифровку результатов и их интерпретацию в каждом конкретном случае профессионалу.

Допплерометрия позволяет не только своевременно диагностировать тяжелую гипоксию, гестозы второй половины беременности, задержку развития плода, но и в значительной степени помогает предупредить их появление и прогрессирование. Благодаря этому методу снизился процент внутриутробных смертей и частота тяжелых осложнений в родах в виде асфиксии, дистресс-синдрома новорожденных. Результатом своевременной диагностики становится адекватная терапия при патологии и рождение здорового младенца.

Ультразвуковое исследование сосудов

В. Цвибель, Дж. Пеллерито

Ламинарный кровоток – слоистый.

Один из критериев значительного стеноза артерии – турбулентный характер кровотока в постстенотическом участке.

Разграничивать понятия: площадь поперечного сечения и диаметр сосуда.

Понятие критического стеноза различный для разных коллекторов.

При тяжёлом стенозе/обструкции кровоток может сохранятся (коллатерале, снижение периферического сопротивления). Кровоток полностью прекращается при острой обструкции, распространённой хронической, на два и более участков.

Оптимальный допплеровский угол 45 – 60 градусов.

Низкопульсирующая форма допплеровского сигнала: широкий систолический пик, прямой поток в диастолу. Сонные, позвоночные, почечные артерии, чревный ствол.

Умереннопульсирующая форма: высокий, острый систолический пик, прямой в диастолу. Наружная сонная артерия, верхняя мезентеральная артерия.

Сильнопульсирующая форма: высокие, узкие, острые систолические пики и обратный/отсуствующий диастолический поток. Артерии конечностей в покое.

Индекс пульсации, индекс сопротивления, систолодиастолическое отношение. Индекс ускорения, время ускорения.

Диагностика артериальной обструкции:

Местно – повышенная скорость кровотока, постстенотические нарушения кровотока.

Проксимальные – пониженная пульсация, повсеместно понижение скорости кровотока.

Дистальные – замедление систолического ускорения, широкий систолический пик, повышенный диастолический кровоток (понижение периферического сопротивления)

понижение скорости кровотока повсеместно.

Коллатеральные (вторичные) эффекты – повышение размеров, скорости и объёмного кровотока в коллатеральных сосудах, обратный кровоток по коллатеральным сосудам, понижение пульсации в коллатеральных сосудах (сопротивление кровотоку).

1. Увеличение скорости на участке стеноза.

2. Турбулентный кровоток на постстенотическом участке.

3. Изменение проксимальной пульсации.

4. Изменение дистальной пульсации.

5. Непрямые эффекты обструкции (коллатерализация).

Пиковая систолическая скорость в артерии экспоненциально возрастает со снижением диаметра сосуда и самые высокие скорости на 70% сниженного диаметра. При более тяжёлом стенозе она резко падает до ноля (увеличивается резко сопротивление кровотока). Пиковая систола снижается до нормальных\субнормальных значений.

Объёмный кровоток остаётся стабильным до снижения диаметра на 50%, затем также очень быстро снижается до нуля.

Снижение диаметра на 50% соответствует снижению площади просвета сосуда на 70% и т.п.

Тяжесть артериального стеноза:

1. Пиковая систолическая скорость – первый допплеровский параметр, который изменяется при сужении просвета. Участок стеноза может быть очень мал, поэтому важно не пропустить его. Низкая скорость кровотока при стенозе может приводить к ложному диагнозу артериальной окклюзии, так как скорость настолько низкая, что не регистрируется.

2. Конечная диастолическая скорость. Является хорошим маркером при тяжёлых стенозах. При сужении просвета до 50% изменений нет, далее скорость пропорционально увеличивается из-за разницы в градиентах давления, причём увеличивается сильнее систолической и разница между ними уменьшается.

3. Отношение систолической скорости.

Постстенотический участок – участок сразу за зоной стеноза. Максимальное нарушение в зоне до 10 мм, менее выраженное до 20 мм, ламинарный характер восстанавливается после 30 мм.

Малое нарушение определяется по расширению спектра во время пика систолы и в течение диастолы.

Умеренное – неполное закрытие спектрального окна.

Тяжёлое – полное закрытие спектрального окна, нечёткие границы спектра, одновременный прямой и обратный кровоток.

Минимальные/умеренные нарушения имеют малую диагностическую ценность.

Изменение проксимальной пульсации – повышение пульсации, сильнопульсирующий характер спектра в сравнении со здоровой артерией.

Изменение дистальной пульсации. При тяжёлой артериальной обструкции форма допплеровского сигнала имеет затухающий вид – систолическое ускорение замедленно, систолический пик закруглён, максимальная систолическая скорость ниже, чем в норме, а диастолический усилен. Задержка наступления систолического пика и общая низкая скорость. Оценивается визуально и количественно (время ускорения, индекс ускорения с индексами пульсации).

Дополнительные (коллатеральные) эффекты. Артериальная обструкция изменяет кровоток в артериальных коллекторах – увеличивает скорость, объёмный кровоток, обратно направляет кровоток, изменяет пульсацию. Диагностическая ценность: указывает на существование обструкции при отсутствии других признаков, информируют об уровне обструкции и адекватности коллатеральной системы (ограниченно).

Пиковая систолическая скорость кровотока норма

ВСА – внутренняя сонная артерия

ОСА – общая сонная артерия

НСА – наружная сонная артерия

НБА – надблоковая артерия

ПА – позвоночная артерия

ОА – основная артерия

СМА – средняя мозговая артерия

ПМА – передняя мозговая артерия

ЗМА – задняя мозговая артерия

ГА – глазничная артерия

ПКА – подключичная артерия

ПСА – передняя соединительная артерия

ЗСА – задняя соединительная артерия

ЛСК – линейная скорость кровотока

ТКД – транскраниальная допплерография

АВМ – артерио-венозная мальформация

БА – бедренная артерия

ПКА – подколенная артерия

ЗБА – задняя большеберцовая артерия

ПБА – передняя большеберцовая артерия

PI – пульсационный индекс

RI – индекс периферического сопротивления

SBI – индекс спектрального расширения

Ультразвуковая допплерография магистральных артерий головы

В настоящее время церебральная допплерография стала неотъемлемой частью диагностического алгоритма при сосудистых заболеваниях головного мозга. Физиологической основой ультразвуковой диагностики является эффект Допплера, отрытый австрийским физиком Кристианом Андреасом Допплером в 1842 году и описанный в работе “О цветном свете двойных звезд и некоторых других звезд на небесах”.

В клинической практике впервые эффект Допплера был использован в 1956 г. Satomuru при проведении ультразвукового исследования сердца. В 1959 г. Franklin использовал эффект Допплера для изучения кровотока в магистральных артериях головы. В настоящее время существует несколько ультразвуковых методик, в основе которых лежит использование эффекта Допплера, предназначенных для исследования сосудистой системы.

Ультразвуковая допплерография, как правило, используется для диагностики патологии магистральных артерий, имеющих относительно большой диаметр и расположенных поверхностно. К ним относятся магистральные артерии головы и конечностей. Исключение составляют интракраниальные сосуды, которые также доступны исследованию при применении импульсного ультразвукового сигнала низкой частоты (1-2 МГц). Разрешающая способность данных ультразвуковой допплерографии ограничивается выявлением: косвенных признаков стенозов, окклюзий магистральных и интракраниальных сосудов, признаков артерио-венозного шунтирования. Обнаружение допплерографических признаков тех или иных патологических признаков служит показанием для более детального обследования пациента – дуплексного исследования сосудов или ангиографии. Таким образом, ультразвуковая допплерогафия относится к срининговому методу. Несмотря на это, ультразвуковая допплерография широко распространена, экономична и вносит весомый вклад в диагностику заболеваний сосудов головы, артерий верхних и нижних конечностей.

Специальной литературы по ультразвуковой допплерографии достаточно, однако большая часть в ней посвящена дуплексному сканированию артерий и вен. В данном пособии описывается церебральная допплерография, ультразвуковое допплеровское исследование конечностей, методика их проведения и применение в диагностических целях.

Ультразвук – волнообразное распространяющееся колебательное движение частиц упругой среды с частотой свышеГц. Эффект Допплера заключается в изменении частоты ультразвукового сигнала при отражении от движущихся тел по сравнению с первоначальной частотой посланного сигнала. Ультразвуковой допплеровский прибор представляет собой локационное устройство, принцип работы которого заключается в излучении зондирующих сигналов в тело пациента, приеме и обработке эхосигналов, отраженных от движущихся элементов кровотока в сосудах.

Допплеровский сдвиг частот (∆f) – зависит от скорости движения элементов крови (v), косинуса угла между осью сосуда и направлением ульразвукового луча (cos a) , скорости распространения ультразвука в cреде (с) и первичной частоты излучения (f °). Данная зависимость описывается допплеровским уравнением:

2 · v · f ° · cos a

Из этого уравнения следует, что увеличение линейной скорости кровотока по сосудам пропорционально скорости движения частиц и наоборот. Нужно отметить, что прибор регистрирует только допплеровский сдвиг частот (в кГц), значения же скорости вычисляются по допплеровскому уравнению, при этом скорость распространения ультразвука в среде принимается как постоянная и равная 1540 м / сек, а первичная частота излучения соответствует частоте датчика. При сужении просвета артерии (например, бляшкой) – скорость кровотока возрастает, тогда как в местах расширения сосудов она будет снижаться. Разница частот, отражающая линейную скорость движения частиц, может быть отображена графически в виде кривой изменения скорости в зависимости от сердечного цикла. При анализе полученной кривой и спектра потока возможна оценка скоростных и спектральных параметров кровотока и вычисление ряда индексов. Таким образом, по изменению “звучания” сосуда и характерным изменениям допплеровских параметров можно косвенно судить о наличии в изучаемой области различных патологических изменений, таких как:

• - окклюзия сосуда по исчезновению звука в проекции облитерированного сегмента и падению скорости до 0, может быть вариабельность отхождения или извитость артерии, например ВСА;
• - сужение просвета сосуда по увеличению скорости кровотока в этом сегменте и увеличению “звучания” на данном участке, а после стеноза, наоборот, скорость будет ниже нормальной и звук более низкий;
• - артерио – венозный шунт, извитость сосуда, перегиб и в связи с этим изменение условий циркуляции приводит к самым разнообразным модификациям звучания и кривой скорости на данном участке.

2.1. Характеристика датчиков для допплерографии.

Широкий спектр ультразвуковых исследований сосудов современным допплеровским прибором обеспечивается за счет применения датчиков различного назначения, отличающихся между собой характеристиками излучаемого ультразвука, а также конструктивными параметрами (датчики для скрининговых обследований, датчики со специальными держателями для мониторинга, плоские датчики для хирургических применений).

Для исследования экстракраниальных сосудов используются датчики с частотой 2, 4, 8 МГц, интракраниальных сосудов – 2, 1 МГц. Ультразвуковой датчик содержит пьезоэлектрический кристалл, вибрирующий под воздействием переменного тока. Эта вибрация генерирует УЗ луч, который движется от кристалла. Допплеровские датчики имеют два режима работы: постоянноволновой (continuous wave CW) и импульсный (pulsed wave PW). У постоянноволнового датчика имеется 2 пьезокристалла, один постоянно излучает, второй – принимает излучение. В датчиках PW один и тот же кристалл является принимающим и излучающим. Режим импульсного датчика позволяет осуществлять локацию на различных, произвольно выбираемых глубинах, в связи с чем, именно он используется для инсонации интракраниальных артерий. Для датчика 2 МГц существует 3-х сантиметровая “ мертвая зона ” , при глубине проникновения 15 см зондирования; для датчика 4 МГц ­– 1,5 см “ мертвая зона ” , зона зондирования 7,5 см; 8 МГц – 0,25 см “ мертвая зона ’ , 3,5 см глубина зондирования.

III. Ультразвуковая допплерография МАГ.

3.1. Анализ показателей допплерограммы.

Кровоток в магистральных артериях имеет ряд гидродинамических особенностей, в связи с чем, выделяют два основных варианта потока:

• - ламинарный (параболический) – имеется градиент скорости потоков центральных (максимальные скорости) и пристеночных (минимальные скорости) слоев. Разница между скоростями максимальна в систолу и минимальна в диастолу. Слои не смешиваются между собой;
• - турбулентный – вследствие неровностей сосудистой стенки, высокой скорости кровотока слои смешиваются, эритроциты начинают совершать хаотическое движение в разных направлениях.

Допплерограмма – графическое отражение допплеровского сдвига частот во времени – имеет две основных составляющих:

• - огибающая кривая – линейная скорость в центральных слоях потока;
• - допплеровский спектр – графическая характеристика пропорционального соотношения пулов эритроцитов, движущихся с различными скоростями.

При проведении спектрального допплеровского анализа оцениваются качественные и количественные параметры. К качественным параметрам относятся:

• 1. форма допплеровской кривой (огибающей допплеровского спектра)
• 2. наличие “ спектрального ” окна.

К количественным параметрам относятся:

• 1. Скоростные характеристики потока.
• 2. Уровень периферического сопротивления.
• 3. Показатели кинематики.
• 4. Состояние допплеровского спектра.
• 5. Реактивность сосудов.

1. Скоростные характеристики потока определяются по огибающей кривой. Выделяют:

• – систолическую скорость кровотока Vs (максимальная скорость)
• – конечную диастолическую скорость кровотока Vd ;
• – среднюю скорость кровотока (Vm) – отражается среднее значение скорости кровотока за сердечный цикл. Средняя скорость кровотока рассчитывается по формуле:

• – средневзвешенную скорость кровотока, определяется по характеристикам допплеровского спектра (отражает среднюю скорость движения эритроцитов по всему поперечнику сосуда – истинно средняя скорость кровотока)
• – определенную диагностическую ценность имеет показатель межполушарной асимметрии линейной скорости кровотока (КА) в одноименных сосудах:

где V 1, V 2 – средняя линейная скорость кровотока в парных артериях.

2. Уровень периферического сопротивления – результирующее вязкости крови, внутричерепного давления, тонуса резистивных сосудов пиально-капиллярной сосудистой сети – определяется по значению индексов:

• – систоло – диастолический коэффициент (СДК) Stuart:

• – индекс периферического сопротивления, или индекс резистивности (ИС) Pourselot (RI):

Наиболее чувствителен в отношении изменения уровня периферического сопротивления индекс Gosling .

Межполушарная асимметрия уровней периферического сопротивления характеризуется трансмиссионным пульсационным индексом (ТПИ) Lindegaard:

где ПИ пс, ПИ зс – пульсационный индекс в средней мозговой артерии на пораженной и здоровой стороне соответственно.

3. Индексы кинематики потока косвенно характеризуют потерю потоком крови кинетической энергии и тем самым свидетельствуют об уровне “проксимального” сопротивления потоку:

Индекс подъема пульсовой волны (ИППВ) определяется по формуле:

Где Т о – время начала систолы,

Т с – время достижения пиковой ЛСК,

Т ц – время, занимаемое сердечным циклом;

4. Допплеровский спектр характеризуется двумя основными параметрами: частотой (величина сдвига линейной скорости кровотока) и мощностью (выражается в децибеллах и отражает относительное количество эритроцитов, движущихся с данной скоростью). В норме подавляющая часть мощности спектра приближена к огибающей скорости. При патологических состояниях, приводящих к турбулентному потоку, спектр “расширяется“ – возрастает количество эритроцитов, совершающих хаотическое движение или перемещающихся в пристеночные слои потока.

Индекс спектрального расширения. Вычисляется как отношение разности пиковой систолической скорости кровотока и усредненной по времени средней скорости кровотока к пиковой систолической скорости. SBI = (Vps - NFV)/Vhs = 1 - TAV/ Vps.

Состояние допплеровского спектра может быть определено с помощью индекса расширения спектра (ИРС) (стеноза) Arbelli:

где Fo – спектральное расширение в неизменном сосуде;

Fm – спектральное расширение в патологически измененном сосуде.

Систоло-диастолическое отношение. Это отношение величины пиковой систолической скорости кровотока к конечно-диастолической скорости кровотока, является косвенной характеристикой состояния сосудистой стенки, в частности ее эластических свойств. Одной из наиболее частых патологий, приводящих к изменению данной величины, является артериальная гипертензия.

5. Реактивность сосудов. Для оценки реактивности сосудистой системы головного мозга используется коэффициент реактивности ­– отношение показателей, характеризующих деятельность системы кровообращения в состоянии покоя, к их значению на фоне воздействия нагрузочного стимула. В зависимости от природы способа воздействия на рассматриваемую систему регуляторные механизмы будут стремиться вернуть интенсивность мозгового кровотока к исходному уровню, либо изменить ее, чтобы приспособиться к новым условиям функционирования. Первое характерно при использовании стимулов физической природы, второе – химической. Учитывая целостность и анатомическую и функциональную взаимосвязанность составляющих системы кровообращения, то при оценке изменений параметров кровотока по интракраниальным артериям (по средней мозговой артерии) на определенный нагрузочный тест необходимо рассматривать реакцию не каждой изолированной артерии, а двух одноименных одновременно, и именно на этом оценивать тип реакции.

В настоящее время существует следующая классификация типов реакций на функциональные нагрузочные тесты:

• 1) однонаправленная положительная – характеризуется при отсутствии существенной (значимой для каждого конкретного теста) сторонней асимметрии при ответе на функциональный нагрузочный тест с достаточным стандартизованным изменением параметров кровотока;
• 2) однонаправленная отрицательная – при двустороннем сниженном или отсутствующем ответе на функциональный нагрузочный тест;
• 3) разнонаправленная – с положительной реакцией на одной стороне и отрицательной (парадоксальной) – на контрлатеральной, которая может быть двух типов: а) с преобладанием ответа на стороне поражения; б) с преобладанием ответа на противоположной стороне.

Однонаправленная положительная реакция соответствует удовлетворительной величине церебрального резерва, разнонаправленная и однонаправленная отрицательная – сниженной (или отсутствующей).

Среди функциональных нагрузок химической природы наиболее полно отвечает требованиям функционального теста ингаляционная проба с вдыханием в течение 1-2 мин газовой смеси, содержащей 5-7% СО2 в воздухе. Способность мозговых сосудов к расширению в ответ на вдыхание углекислого газа может резко ограничиться или вовсе утрачиваться, вплоть до появления инверсированных реакций, при стойком снижении уровня перфузионного давления, возникающем, в частности, при атеросклеротическом поражении МАГ и, особенно, несостоятельности путей коллатерального кровоснабжения.

В противоположность гиперкапнии гипокапния вызывает сужение как крупных, так и мелких артерий, однако не приводит к резким изменениям давления в микроциркуляторном русле, что способствует поддержанию адекватной перфузии мозга.

Сходным по механизму действия с гиперкапническим нагрузочным тестом является проба с задержкой дыхания (Breath Holding) . Сосудистая реакция, выражающаяся в расширении артериолярного русла и проявляющаяся увеличением скорости кровотока в крупных мозговых сосудах, возникает в результате повышения уровня эндогенного СО2 за счет временного прекращения поступления кислорода. Задержка дыхания приблизительно насек приводит к возрастанию систолической скорости кровотока на 20-25% по сравнению с исходной величиной.

В качестве тестов миогенной направленности используют: тест кратковременной компрессии общей сонной артерии, сублингвальный прием 0,25 – 0,5 мг нитроглицерина, орто- и антиортостатические пробы.

Методика исследования цереброваскулярной реактивности включает в себя:

а) оценку исходных значений ЛСК в средней мозговой артерии (передней, задней) с двух сторон;

б) проведение одной из вышеперечисленных функциональных нагрузочных проб;

в) повторную оценку через стандартный интервал времени ЛСК в исследуемых артериях;

г) вычисление индекса реактивности, отображающего положительный прирост параметра усредненной по времени максимальной (средней) скорости кровотока в ответ на предъявляемую функциональную нагрузку.

Для оценки характера реакции на функциональные нагрузочные тесты используется следующая классификация типов реакций:

• 1) положительная – характеризуется положительным изменением параметров оценки с величиной индекса реактивности более 1,1;
• 2) отрицательная – характеризуется отрицательным изменением параметров оценки с величиной индекса реактивности в диапазоне от 0,9 до 1,1;
• 3) парадоксальная – характеризуется парадоксальным изменением параметров оценки индекса реактивности менее 0,9.

3.2. Анатомия каротидных артерий и методика их исследования.

Анатомия общей сонной артерии (ОСА). От дуги аорты с правой стороны отходит плечеголовной ствол, который делится на уровне грудино-ключичного сочленения на общую сонную артерию (ОСА) и правую подключичную артерию. Слева от дуги аорты отходят и общая сонная артерия, и подключичная артерия; ОСА направляется вверх и латерально до уровня грудино-ключичного сочленения, далее обе ОСА идут кверху параллельно друг другу. В большинстве случаев ОСА делится на уровне верхнего края щитовидного хряща или подъязычной кости на внутреннюю сонную артерию (ВСА) и наружную сонную артерию (НСА). Кнаружи от ОСА лежит внутренняя яремная вена. У людей, имеющих короткую шею, разделение ОСА происходит более высоко. Длина ОСА справа в среднем – 9,5 (7-12) см, слева 12,5 (10-15) см. Варианты ОСА: короткая ОСА длиной 1-2 см; отсутствие ее – ВСА и НСА начинаются самостоятельно от дуги аорты.

Исследование магистральных артерий головы проводится в положении пациента лежа на спине, перед началом исследования пальпируются каротидные сосуды, определяется их пульсация. Для диагностики каротидных и позвоночных артерий используется датчик 4 МГц.

Для инсонации ОСА датчик ставится по внутреннему краю кивательной мышцы под угломградусов в краниальном направлении, последовательно лоцируя артерию на всем протяжении до бифуркации ОСА. Кровоток ОСА направлен от датчика.

Рис.1. Допплерограмма ОСА в норме.

Для допплерограммы ОСА характерно высокое систоло-диастолическое отношение (в норме до 25-35%), максимум спектральной мощности у огибающей кривой, имеется четкое спектральное “окно”. Отрывистый насыщенный среднечастотный звук, сменяющийся длительным низкочастотным звуком. Допплерограмма ОСА имеет сходство с допплерограммами НСА и НБА.

ОСА на уровне верхнего края щитовидного хряща делится на внутреннюю и наружную сонные артерии. ВСА является наиболее крупной ветвью ОСА и лежит чаще всего сзади и латерально от НСА. Нередко отмечается извитость ВСА, она может быть одно и двусторонней. ВСА, поднимаясь вертикально, достигает наружного отверстия сонного канала и проходит через него в череп. Варианты ВСА: одно- или двусторонняя аплазия или гипоплазия; самостоятельное отхождение от дуги аорты или от плечеголовного ствола; необычно низкое начало от ОСА.

Исследование проводится в положении больного лежа на спине у угла нижней челюсти датчиком 4 или 2 МГц под углом 45–60 градусов в краниальном направлении. Направление кровотока по ВСА от датчика.

Нормальная допплерограмма ВСА: быстрый крутой подъем, заостренная вершина, медленный пилообразный плавный спуск. Систоло-диастолическое отношение около 2,5. Максимум спектральной мощности ­– у огибающей, имеется спектральное “окно”; характерен дующий музыкальный звук.

Рис.2. Допплерограмма ВСА в норме.

Анатомия позвоночной артерии (ПА) и методика исследования .

ПА является ветвью подключичной артерии. Справа она начинается на расстоянии 2,5 см, слева – 3,5 см от начала подключичной артерии. Позвоночные артерии подразделяются на 4 сегмента. Начальный сегмент ПА (V1), располагаясь позади передней лестничной мышцы, направляется вверх, входит в отверстие поперечного отростка 6-го (реже 4-5 или 7-го) шейного позвонка. Сегмент V2 - шейная часть артерии проходит в канале, образованном поперечными отростками шейных позвонков и поднимается вверх. Выйдя через отверстие в поперечном отростке 2-го шейного позвонка (сегмент V3) ПА идет кзади и латерально (1-й изгиб), направляясь в отверстие поперечного отростка атланта (2-й изгиб), затем поворачивает на дорзальную сторону боковой части атланта (3-й изгиб) повернув медиально и достигнув большего затылочного отверстия (4-й изгиб), она проходит через атланто-затылочную мембрану и твердую мозговую оболочку в полость черепа. Далее внутричерепная часть ПА (сегмент V4) идет на основание мозга латерально от продолговатого мозга, а затем кпереди от него. Обе ПА на границе продолговатого мозга и моста сливаются в одну основную артерию. Примерно в половине случаев одна или обе ПА до момента слияния имеют S­ - образный изгиб.

Исследование ПА выполняется в положении больного лежа на спине датчиком 4 МГц или 2МГц в сегменте V3. Датчик располагают по заднему краю кивательной мышцы на 2-3 см ниже сосцевидного отростка, направляя ультразвуковой луч к противоположной орбите. Направление кровотока в сегменте V3 из-за наличия изгибов и индивидуальных особенностей хода артерии может быть прямым, обратным и двунапраленным. Для идентификации сигнала ПА выполняют пробу с пережатием гомолатеральной ОСА, если кровоток не уменьшается значит сигнал ПА.

Кровоток в позвоночной артерии характеризуется непрерывной пульсацией и достаточным уровнем диастолической составляющей скорости, что также является следствием низкого периферического сопротивления в позвоночной артерии.

Рис.3. Допплерограмма ПА.

Анатомия надблоковой артерии и методика исследования .

Надблоковая артерия (НБА) является одной из конечных ветвей глазничной артерии. Глазничная артерия отходит от медиальной стороны передней выпуклости сифона ВСА. Она входит в глазницу через канал зрительного нерва и на медиальной стороне делится на свои конечные ветви. НБА выходит из полости орбиты через лобную вырезку и анастомозирует с надглазничной артерией и с поверхностной височной артерией, ветвями НСА.

Исследование НБА проводится при закрытых глазах датчиком 8 МГц, который располагается у внутреннего угла глаза в направление к верхней стенке глазницы и медиально. В норме направление кровотока по НБА к датчику (антеградный кровоток). Кровоток в надблоковой артерии имеет непрерывную пульсацию, высокий уровень диастолической составляющей скорости и непрерывный звуковой сигнал, что является следствием низкого периферического сопротивления в бассейне внутренней сонной артерии. Доплерограмма НБА типична для экстракраниального сосуда (имеет сходство с допплерограммами НСА и ОСА). Высокий крутой систолический пик с быстрым подъемом, острой вершиной и быстрым ступенчатым спуском, сменяющийся плавным спуском в диастолу, высокое систоло-диастолическое отношение. Максимум спектральной мощности сосредоточен в верхней части допплерограммы, вблизи огибающей; спектральное “окно” выражено.

Рис.4. Допплерограмма НБА в норме.

Форма кривой скорости кровотока в периферических артериях (подключичная, плечевая, локтевая, лучевая) существенно отличаются от формы кривой артерий, снабжающих мозг. В силу высокого периферического сопротивления этих сегментов сосудистого русла практически отсутствует диастолическая составляющая скорости и кривая скорости кровотока располагается на изолинии. В норме кривая скорости кровотока периферических артерий имеет три компонента: систолическую пульсацию, обусловленную прямым кровотоком, обратный кровоток в период ранней диастолы, связанный с артериальным рефлюксом, и небольшой положительный пик в период поздней диастолы после отражения крови от створок аортального клапана. Подобный тип кровотока называется магистральным.

Рис. 5. Допплерограмма периферических артерий, магистральный тип кровотока.

3.3. Анализ потоков допплерографии.

На основании результатов анализа допплерографии можно выделить основные потоки:

1) магистральный поток,

2) поток стеноза,

4) остаточный поток,

5) затрудненная перфузия,

6) паттерн эмболии,

7) церебральный ангиоспазм.

1. Магистральный поток характеризуется нормальными (для конкретной возрастной группы) показателями линейной скорости кровотока, резистивности, кинематики, спектра, реактивности. Это трехфазная кривая, состоящая из систолического остроконечного пика, ретроградного пика, возникающего в диастолу вследствие ретроградного тока крови в сторону сердца до момента закрытия аортального клапана и третий антеградный небольшой пик возникает в конце диастолы, и объясняется возникновением слабого антеградного кровотока после отражения крови от створок аортального клапана. Магистральный тип кровотока характерен для периферических артерий.

2. При стенозировании просвета сосуда (гемодинамический вариант: несоответствие диаметра сосуда нормальному объемному кровотоку, (сужение просвета сосуда более 50%), что встречается при атеросклеротических поражениях, сдавлении сосуда опухолью, костными образованиями, перегибе сосуда) вследствие эффекта Д. Бернулли возникают следующие изменения:

• возрастает линейная преимущественно систолическая скорость кровотока;
• уровень периферического сопротивления незначительно снижается (за счет включения ауторегуляторных механизмов, направленных на снижение периферического сопротивления)
• индексы кинематики потока существенно не изменяются;
• прогрессивное, пропорциональное степени стеноза, расширение спектра (индекс Аrbelli соответствует % стеноза сосуда по диаметру)
• снижение церебральной реактивности преимущественно за счет сужения вазодиляторного резерва при сохраненных возможностях к вазоконстрикции.

3. При шунтирующих поражениях сосудистой системы головного мозга – относительном стенозе, когда возникает несоответствие объемного кровотока нормальному диаметру сосуда (артерио–венозные мальформации, артериосинусные соустья, избыточная перфузия,) допплерографический паттерн характеризуется:

• значительным повышением (преимущественно за счет диастолической) линейной скорости кровотока пропорционально уровню артерио–венозного сброса;
• значительным снижением уровня периферического сопротивления (за счет органического поражения сосудистой системы на уровне резистивных сосудов, определяющего низкий уровень гидродинамического сопротивления в системе)
• относительной сохранностью индексов кинематики потока;
• отсутствием выраженных изменений допплеровского спектра;
• резким снижением цереброваскулярной реактивности, преимущественно за счет сужения вазоконстрикторного резерва.

4. Остаточный поток – регистируется в сосудах, расположенных дистальнее зоны гемодинамически значимой окклюзии (тромбоз, закупорка сосуда, стеноз% по диаметру). Характеризуется:

• снижением ЛСК, преимущественно систолической составляющей;
• снижается уровень периферического сопротивления за счет включения ауторегуляторных механизмов, вызывающих дилятацию пиально-капиллярной сосудистой сети;
• резко снижены показатели кинематики (“сглаженный поток”)
• допплеровский спектр относительно низкой мощности;
• резкое снижение реактивности, преимущественно за счет вазодиляторного резерва.

5. Затрудненная перфузия – характерна для сосудов, сегментов расположенных проксимальнее зоны аномально высокого гидродинамического эффекта. Отмечается при внутричерепной гипертензии, диастолической вазоконстрикции, глубокой гипокапнии, артериальной гипертензии. Харарктеризуется:

• снижением ЛСК за счет диастолической составляющей;
• значительным повышением уровня периферического сопротивления;
• мало изменяются показатели кинематики и спектра;
• значительно снижается реактивность: при внутричерепной гипертензии – на гиперкапническую нагрузку, при функциональной вазоконстрикции - на гипокапническую.

7. Церебральный ангиоспазм – возникает в результате сокращения гладкой мускулатуры церебральных артерий при субарахноидальном кровоизлиянии, инсульте, мигрени, артериальной гипо и гипертензии, дисгормональных нарушениях и др. заболеваниях. Характеризуется высокой линейной скоростью кровотока, преимущественно за счет систолической составляющей.

В зависимости от увеличения показателей ЛСК выделяют 3 степени тяжести церебрального ангиоспазма:

легкая степень – до 120 см/сек,

средняя степень – до 200 см/сек,

тяжелая степень – свыше 200 см/сек.

Увеличение до 350 см/сек и выше приводит к остановке кровообращения в сосудах мозга.

В 1988 г. К.Ф. Линдегард предложил определять соотношение пиковой систолической скорости в средней мозговой артерии и одноименной внутренней сонной артерии. По мере нарастания степени церебрального ангиоспазма меняется соотношение скоростей между СМА и ВСА (в норме: V cma/Vвса = 1,7 ± 0,4). Этот показатель также позволяет судить о выраженности спазма СМА:

легкая степень 2,1-3,0

средняя степень 3,1- 6,0

тяжелая более 6,0.

Значение индекса Линдегарда в диапозоне от 2 до 3 может оцениваться как диагностически значимое у лиц с функциональным вазоспазмом.

Допплерографический мониторинг этих показателей позволяет осуществлять раннюю диагностику ангиоспазма, когда ангиографически он может быть еще не обнаружен, и динамику его развития, что позволяет проводить более эффективное лечение.

Пороговое значение пиковой систолической скорости кровотока для ангиоспазма в ПМА по данным литературы составляет 130 см/c, в ЗМА – 110см/c. Для ОА разными авторами были предложены разные пороговые значения пиковой систолической скорости кровотока, которые варьировали от 75 до 110 см/c. Для диагностики ангиоспазма основной артерии берется соотношение пиковой систолической скорости ОА и ПА наэкстракраниальном уровне, значимое значение = 2 и более. В таблице 1. приведена дифференциальная диагностика стеноза, ангиоспазма и артериовенозной мальформации.

Различают линейную и объемную скорость кровотока.

Линейная скорость кровотока (V ЛИН.) – это расстояние, которое проходит частица крови в единицу времени. Она зависит от суммарной площади поперечного сечения всех сосудов, образующих участок сосудистого русла. В кровеносной системе наиболее узким участком является аорта. Здесь наибольшая линейная скорость кровотока, составляющая 0,5-0,6 м/сек. В артериях среднего и мелкого калибра она снижается до 0,2-0,4 м/сек. Суммарный просвет капиллярного русла в 500-600 раз больше, чем аорты. Поэтому скорость кровотока в капиллярах уменьшается до 0,5 мм/сек. Замедление тока крови в капиллярах имеет большое физиологическое значение, так как в них происходит транскапиллярный обмен. В крупных венах линейная скорость кровотока вновь возрастает до 0,1-0,2 м/сек. Линейная скорость кровотока в артериях измеряется ультразвуковым методом. Он основан на эффекте Доплера . На сосуд помещают датчик с источником и приемником ультразвука. В движущейся среде – крови – частота ультразвуковых колебаний изменяется. Чем больше скорость течения крови по сосуду, тем ниже частота отраженных ультразвуковых волн. Скорость кровотока в капиллярах измеряется под микроскопом с делениями в окуляре, путем наблюдения за движением определенного эритроцита.

Объемная скорость кровотока (V ОБ.) – это количество крови, проходящей через поперечное сечение сосуда в единицу времени. Она зависит от разности давлений в начале и конце сосуда и сопротивления току крови. Раньше в эксперименте объемную скорость кровотока измеряли с помощью кровяных часов Людвига. В клинике объемный кровоток оценивают с помощью реовазографии . Этот метод основан на регистрации колебаний электрического сопротивления органов для тока высокой частоты, при изменении их кровенаполнения в систолу и диастолу. При увеличении кровенаполнения сопротивление понижается, а уменьшении возрастает. С целью диагностики сосудистых заболеваний производят реовазографию конечностей, печени, почек, грудной клетки. Иногда используют плетизмографию – это регистрация колебаний объема органа, возникающих при изменении их кровенаполнения. Колебания объема регистрируют с помощью водных, воздушных и электрических плетизмографов. Скорость кругооборота крови – это время, за которое частица крови проходит оба круга кровобращения. Ее измеряют путем введения красителя флюоресцина в вену одной руки и определения времени его появления в вене другой. В среднем скорость кругооборота крови составляет 20-25 сек.

Кровяное давление

В результате сокращений желудочков сердца и выброса из них крови, а также сопротивления току крови в сосудистом русле создается кровяное давление. Это сила, с которой кровь давит на стенку сосудов. Величина давления в артериях зависит от фазы сердечного цикла. Во время систолы оно максимально и называется систолическими, в период диастолы минимально и носит название диастолического. Систолическое давление у здорового человека молодого и среднего возраста в крупных артериях составляет 100-130 мм рт.ст. Диастолическое 60-80 мм рт.ст. Разность между систолическим и диастолическим давлением называется пульсовым давлением . В норме его величина 30-40 мм рт.ст. Кроме этого определяют среднее давление – это такое постоянное (т.е. не пульсирующее) давление, гемодинамический эффект которого соответствует определенному пульсирующему. Величина среднего давления ближе к диастолическому, так как продолжительность диастолы больше, чем систолы.

Артериальное давление (АД) можно измерить прямыми и непрямыми методами. Для измерения прямым методом в артерию вводят иглу или канюлю, соединенные трубкой с манометром. Сейчас вводят катетер с датчиком давления. Сигнал от датчика поступает на электрический манометр. В клинике прямое измерение производят только во время хирургических операций. Наиболее широко используются непрямые методы Рива-Роччи и Короткова. В 1896 г. Рива-Роччи предложил измерять систолическое давление по величине давления, которое необходимо создать в резиновой манжете для полного пережатия артерии. Давление в ней измеряется манометром. Прекращение кровотока определяется по исчезновению пульса на лучевой артерии. В 1905 г. Коротков предложил метод измерения и систолического и диастолического давления. Он заключается в следующем. В манжете создается давление, при котором ток крови в плечевой артерии полностью прекращается. Затем оно постепенно снижается и одновременно фонендоскопом в локтевой ямке выслушиваются возникающие звуки. В тот момент, когда давление в манжете становится немного ниже, чем систолическое, появляются короткие ритмические звуки. Их называют тонами Короткова. Они обусловлены прохождением порций крови под манжетой в период систолы. По мере снижения давления в манжете интенсивность тонов уменьшается и при его определенной величине они исчезают. В этот момент давление в ней примерно соответствует диастолическому. В настоящий момент для измерения артериального давления используют аппараты, регистрирующие колебания сосуда под манжетой при изменении давления в ней. Микропроцессор рассчитывает систолическое и диастолическое давление.

Для объективной регистрации АД применяется артериальная осциллография – графическая регистрация пульсаций крупных артерий при их сжатии манжетой. Этот метод позволяет определять систолическое, диастолическое, среднее давление и эластичность стенки сосуда. Артериальное давление возрастает при физической и умственной работе, эмоциональных реакциях. При физической работе в основном увеличивается систолическое давление. Это связано с тем, что возрастает систолический объем. Если происходит сужение сосудов, то возрастает и систолическое, и диастолическое давление. Такое явление наблюдается при сильных эмоциях.

При длительной графической регистрации артериального давления обнаруживается три типа его колебаний. Их называют волнами 1-го, 2-го и 3-го порядков. Волны первого порядка – это колебания давления в период систолы и диастолы. Волны второго порядка называются дыхательными. На вдохе артериальное давление возрастает, а на выдохе снижается. При гипоксии мозга возникают еще более медленные волны третьего порядка . Они обусловлены колебаниями тонуса сосудодвигательного центра продолговатого мозга.

В артериолах, капиллярах, мелких и средних венах давление постоянно. В артериолах его величина составляет 40-60 мм рт.ст., в артериальном конце капилляров 20-30 мм рт.ст., венозном 8-12 мм рт.ст. Кровяное давление в артериолах и капиллярах измеряется путем введения в них микропипетки, соединенной с манометром. Кровяное давление в венах равно 5-8 мм рт.ст. В полых венах оно равно нулю, а на вдохе становится на 3-5 мм рт.ст. ниже атмосферного. Давление в венах измеряется прямым методом, называемом флеботонометрией . Повышение кровяного давления называется гипертонией , понижение – гипотонией . Артериальная гипертония возникает при старении, гипертонической болезни, заболеваниях почек и т.д. Гипотония наблюдается при шоке, истощении, а также нарушении функций сосудодвигательного центра.

Это непрерывное движение крови по замкнутой сердечно-сосудистой системе, обеспечивающее обмен газов в легких и тканях тела.

Помимо обеспечения тканей и органов кислородом и удаления из них углекислоты, кровообращение доставляет к клеткам питательные вещества, воду, соли, витамины, гормоны и удаляет конечные продукты обмена веществ, а также поддерживает постоянство температуры тела, обеспечивает гуморальную регуляцию и взаимосвязь органов и систем органов в организме.

Система органов кровообращения состоит из сердца и кровеносных сосудов , пронизывающих все органы и ткани тела.

Кровообращение начинается в тканях, где совершается обмен веществ через стенки капилляров. Кровь, отдавшая кислород органам и тканям, поступает в правую половину сердца и направляется им в малый (легочной) круг кровообращения, где кровь насыщается кислородом, возвращается к сердцу, поступая в левую его половину, и вновь разносится по всему организму (большому кругу кровообращения).

Сердце - главный орган системы кровообращения. Оно представляет собой полый мышечный орган, состоящий из четырех камер: двух предсердий (правого и левого), разделенных межпредсердной перегородкой, и двух желудочков (правого и левого), разделенных межжелудочковой перегородкой. Правое предсердие сообщается с правым желудочком через трехстворчатый, а левое предсердие с левым желудочком - через двустворчатый клапан. Масса сердца взрослого человека в среднем около 250 г у женщин и около 330 г у мужчин. Длина сердца 10-15 см, поперечный размер 8-11 см и переднезадний - 6-8,5 см. Объем сердца у мужчин в среднем равен 700-900 см 3 , а у женщин - 500-600 см 3 .

Наружные стенки сердца образованы сердечной мышцей, которая по структуре сходна с поперечнополосатыми мышцами. Однако сердечная мышца отличается способностью автоматически ритмично сокращаться благодаря импульсам, возникающим в самом сердце независимо от внешних воздействий (автоматия сердца).

Функция сердца состоит в ритмичном нагнетании в артерии крови, приходящей к нему по венам. Сердце сокращается около 70-75 раз в минуту в состоянии покоя организма (1 раз за 0,8 с). Более половины этого времени оно отдыхает - расслабляется. Непрерывная деятельность сердца складывается из циклов, каждый из которых состоит из сокращения (систола) и расслабления (диастола).

Различают три фазы сердечной деятельности:

• сокращение предсердий - систола предсердий - занимает 0,1 с
• сокращение желудочков - систола желудочков - занимает 0,3 с
• общая пауза - диастола (одновременное расслабление предсердий и желудочков) - занимает 0,4 с

Таким образом, в течение всего цикла предсердия работают 0,1 с и отдыхают 0,7 с, желудочки работают 0,3 с и отдыхают 0,5 с. Этим объясняется способность сердечной мышцы работать, не утомляясь, в течение всей жизни. Высокая работоспособность сердечной мышцы обусловлена усиленным кровоснабжением сердца. Примерно 10 % крови, выбрасываемой левым желудочком в аорту, поступает в отходящие от нее артерии, которые питают сердце.

Артерии - кровеносные сосуды, несущие обогащенную кислородом кровь от сердца к органам и тканям (лишь легочная артерия несет венозную кровь).

Стенка артерии представлена тремя слоями: наружной соединительнотканной оболочкой; средней, состоящей из эластических волокон и гладких мышц; внутренней, образованной эндотелием и соединительной тканью.

У человека диаметр артерий колеблется от 0,4 до 2,5 см. Общий объем крови в артериальной системе составляет в среднем 950 мл. Артерии постепенно древовидно ветвятся на все более мелкие сосуды - артериолы, которые переходят в капилляры.

Капилляры (от лат. "капиллюс" - волос) - мельчайшие сосуды (средний диаметр не превышает 0,005 мм, или 5 мкм), пронизывающие органы и ткани животных и человека, имеющих замкнутую кровеносную систему. Они соединяют мелкие артерии - артериолы с мелкими венами - венулами. Через стенки капилляров, состоящие из клеток эндотелия, происходит обмен газов и других веществ между кровью и различными тканями.

Вены - кровеносные сосуды, несущие насыщенную углекислым газом, продуктами обмена веществ, гормонами и другими веществами кровь от тканей и органов к сердцу (исключение легочные вены, несущие артериальную кровь). Стенка вены значительно тоньше и эластичнее стенки артерии. Мелкие и средние вены снабжены клапанами, препятствующими обратному току крови в этих сосудах. У человека объем крови в венозной системе составляет в среднем 3200 мл.

Круги кровообращения

Движение крови по сосудам впервые было описано в 1628 г. английским врачом В. Гарвеем.

У человека и млекопитающих кровь движется по замкнутой сердечно-сосудистой системе, состоящей из большого и малого кругов кровообращения (рис.).

Большой круг начинается от левого желудочка, через аорту разносит кровь по всему телу, в капиллярах отдает тканям кислород, забирает углекислый газ, превращается из артериальной в венозную и по верхней и нижней полым венам возвращается в правое предсердие. Малый круг кровообращения начинается от правого желудочка, через легочную артерию разносит кровь к легочным капиллярам. Здесь кровь отдает углекислый газ, насыщается кислородом и по легочным венам течет к левому предсердию. Из левого предсердия через левый желудочек кровь вновь поступает в большой круг кровообращения.

Малый круг кровообращения - легочной круг - служит для обогащения крови кислородом в легких. Он начинается от правого желудочка и заканчивается левым предсердием.

Из правого желудочка сердца венозная кровь поступает в легочной ствол (общая легочная артерия), которая вскоре делится на две ветви,- несущие кровь к правому и левому легкому.

В легких артерии разветвляются на капилляры. В капиллярных сетях, оплетающих легочные пузырьки, кровь отдает углекислоту и получает взамен новый запас кислорода (легочное дыхание). Насыщенная кислородом кровь приобретает алый цвет, становится артериальной и поступает из капилляров в вены, которые, слившись в четыре легочные вены (по две с каждой стороны), впадают в левое предсердие сердца. В левом предсердии заканчивается малый (легочный) круг кровообращения, а поступившая в предсердие артериальная кровь переходит через левое атриовентрикулярное отверстие в левый желудочек, где начинается большой круг кровообращения. Следовательно, в артериях малого круга кровообращения течет венозная кровь, а в его венах - артериальная.

Большой круг кровообращения - телесный - собирает венозную кровь от верхней и нижней половины туловища и аналогично распределяет артериальную; начинается от левого желудочка и заканчивается правым предсердием.

Из левого желудочка сердца кровь поступает в самый крупный артериальный сосуд - аорту. Артериальная кровь содержит необходимые для жизнедеятельности организма питательные вещества и кислород и имеет ярко-алый цвет.

Аорта разветвляется на артерии, которые идут ко всем органам и тканям тела и переходят в толще их в артериолы и далее в капилляры. Капилляры в свою очередь собираются в венулы и далее в вены. Через стенку капилляров происходит обмен веществ и газообмен между кровью и тканями тела. Протекающая в капиллярах артериальная кровь отдает питательные вещества и кислород и взамен получает продукты обмена и углекислоту (тканевое дыхание). Вследствие этого поступающая в венозное русло кровь бедна кислородом и богата углекислотой и потому имеет темную окраску - венозная кровь; при кровотечении по цвету крови можно определить, какой сосуд поврежден - артерия или вена. Вены сливаются в два крупных ствола - верхнюю и нижнюю полые вены, которые впадают в правое предсердие сердца. Этим отделом сердца заканчивается большой (телесный) круг кровообращения.

Дополнением к большому кругу является третий (сердечный) круг кровообращения , обслуживающий само сердце. Он начинается выходящими из аорты венечными артериями сердца и заканчивается венами сердца. Последние сливаются в венечный синус, впадающий в правое предсердие, а остальные вены открываются в полость предсердия непосредственно.

Движение крови по сосудам

Любая жидкость течет от места, где давление выше, туда, где оно ниже. Чем больше разность давлений, тем выше скорость течения. Кровь в сосудах большого и малого круга кровообращений также движется благодаря разности давлений, которую создает сердце своими сокращениями.

В левом желудочке и аорте давление крови выше, чем в полых венах (отрицательное давление) и в правом предсердии. Разность давлений в этих участках обеспечивает движение крови в большом круге кровообращения. Высокое давление в правом желудочке и легочной артерии и низкое в легочных венах и левом предсердии обеспечивают движение крови в малом круге кровообращения.

Самое высокое давление в аорте и крупных артериях (артериальное давление). Артериальное кровяное давление не является постоянной величиной [показать]

Кровяное давление - это давление крови на стенки кровеносных сосудов и камер сердца, возникающее в результате сокращения сердца, нагнетающего кровь в сосудистую систему, и сопротивления сосудов. Наиболее важным медицинским и физиологическим показателем состояния кровеносной системы является величина давления в аорте и крупных артериях - артериальное давление.

Артериальное кровяное давление не является постоянной величиной. У здоровых людей в состоянии покоя различают максимальное, или систолическое, давление крови - уровень давления в артериях во время систолы сердца около 120 мм ртутного столба, и минимальное, или диастолическое,- уровень давления в артериях во время диастолы сердца около 80 мм ртутного столба. Т.е. артериальное кровяное давление пульсирует в такт сокращений сердца: в момент систолы оно повышается до 120-130 мм рт. ст., а во время диастолы снижается до 80-90 мм рт. ст. Эти пульсовые колебания давления происходят одновременно с пульсовыми колебаниями артериальной стенки.

По мере продвижения крови по артериям часть энергии давления используется на преодоление трения крови о стенки сосудов, поэтому давление постепенно падает. Особенно значительное падение давления происходит в самых мелких артериях и капиллярах - они оказывают наибольшее сопротивление движению крови. В венах кровяное давление продолжает постепенно снижаться, и в полых венах оно равно атмосферному давлению или даже ниже его. Показатели кровообращения в разных отделах кровеносной системы приведены в табл. 1.

Скорость движения крови зависит не только от разности давлений, но и от ширины кровеносного русла. Хотя аорта - самый широкий сосуд, но в организме она одна и через нее протекает вся кровь, которая выталкивается левым желудочком. Поэтому скорость здесь максимальная - 500 мм/с (см. табл. 1). По мере разветвления артерий их диаметр уменьшается, однако общая площадь поперечного сечения всех артерий возрастает и скорость движения крови уменьшается, достигая в капиллярах 0,5 мм/с. Благодаря столь малой скорости течения крови в капиллярах кровь успевает отдать кислород и питательные вещества тканям и принять продукты их жизнедеятельности.

Замедление тока крови в капиллярах объясняется их огромным количеством (около 40 млрд.) и большим суммарным просветом (в 800 раз больше просвета аорты). Движение крови в капиллярах осуществляется за счет изменения просвета подводящих мелких артерий: их расширение усиливает кровоток в капиллярах, а сужение - уменьшает.

Вены на пути от капилляров по мере приближения к сердцу укрупняются, сливаются, их количество и суммарный просвет кровяного русла уменьшается, а скорость движения крови по сравнению с капиллярами возрастает. Из табл. 1 также видно, что 3/4 всей крови находится в венах. Это связано с тем, что тонкие стенки вен способны легко растягиваться, поэтому они мoгут содержать значительно больше крови, чем соответствующие артерии.

Основной причиной движения крови по венам служит разность давлений в начале и конце венозной системы, поэтому движение крови по венам происходит в направлении к сердцу. Этому способствуют присасывающее действие грудной клетки ("дыхательный насос") и сокращение скелетной мускулатуры ("мышечный насос"). Во время вдоха давление в грудной клетке уменьшается. При этом разность давлений в начале и в конце венозной системы увеличивается, и кровь по венам направляется к сердцу. Скелетные мышцы, сокращаясь, сжимают вены, что также способствует передвижению крови к сердцу.

Соотношение между скоростью движения крови, шириной кровеносного русла и давлением крови иллюстрирует рис. 3. Количество крови, протекающее за единицу времени через сосуды, равно произведению скорости движения крови на площадь поперечного сечения сосудов. Эта величина одинакова для всех частей кровеносной системы: сколько крови выталкивает сердце в аорту, столько ее протекает через артерии, капилляры и вены и столько же возвращается назад к сердцу, и равна минутному объему крови.

Перераспределение крови в организме

Если артерия, отходящая от аорты к какому-нибудь органу, благодаря расслаблению своих гладких мышц расширится, то орган будет получать больше крови. В то же время другие органы получат за счет этого меньше крови. Так происходит перераспределение крови в организме. Вследствие перераспределения к работающим органам притекает больше крови за счет органов, которые в данное время пребывают в покое.

Перераспределение крови регулируется нервной системой: одновременно с расширением сосудов в работающих органах кровеносные сосуды неработающих суживаются и артериальное давление остается неизменным. Но если расширятся все артерии, это приведет к падению артериального давления и к уменьшению скорости движения крови в сосудах.

Время кругооборота крови

Время кругооборота крови - это время, необходимое для того, чтобы кровь прошла через весь круг кровообращения. Для измерения времени кругооборота крови применяется ряд способов [показать]

Принцип измерения времени кругооборота крови заключается в том, что в вену вводят какое-либо вещество, не встречающееся обычно в организме, и определяют, через какой промежуток времени оно появляется в одноименной вене другой стороны или вызывает характерное для него действие. Например, в локтевую вену вводят раствор алкалоида лобелина, действующего через кровь на дыхательный центр продолговатого мозга, и определяют время от момента введения вещества до момента, когда появляется кратковременная задержка дыхания или кашель. Это происходит, когда молекулы лобелина, совершив кругооборот в кровеносной системе, подействуют на дыхательный центр и вызовут изменение дыхания или кашель.

В последние годы скорость кругооборота крови по обоим кругам кровообращения (или только по малому, или только по большому кругу) определяют с помощью радиоактивного изотопа натрия и счетчика электронов. Для этого несколько таких счетчиков помещают на разных частях тела вблизи крупных сосудев и в области сердца. После введения в локтевую вену радиоактивного изотопа натрия определяют время появления радиоактивного излучения в области сердца и исследуемых сосудов.

Время кругооборота крови у человека составляет в среднем примерно 27 систол сердца. При 70-80 сокращениях сердца в минуту полный кругооборот крови происходит приблизительно за 20-23 секунды. Не надо забывать, однако, что скорость течения крови по оси сосуда больше, чем у его стенок, а также, что не все сосудистые области имеют одинаковую протяженность. Поэтому не вся кровь совершает кругооборот так быстро, и указанное выше время является кратчайшим.

Исследования на собаках показали, что 1/5 времени полного кругооборота крови приходится на малый круг кровообращения и 4/5 - на большой круг.

Регуляция кровообращения

Иннервация сердца . Сердце, как и другие внутренние органы, иннервируетея вегетативной нервной системой и получает двойную иннервацию. К сердцу подходят симпатические нервы, которые усиливают и ускоряют его сокращения. Вторая группа нервов - парасимпатические - действует на сердце противоположным образом: замедляет и ослабляет сердечные сокращения. Эти нервы регулируют работу сердца.

Кроме того, на работу сердца влияет гормон надпочечников - адреналин, который с кровью поступает в сердце и усиливает его сокращения. Регуляция работы органов с помощью веществ, переносимых кровью, называется гуморальной.

Нервная и гуморальная регуляции сердца в организме действуют согласованно и обеспечивают точное приспособление деятельности сердечно-сосудистой системы к потребностям организма и условиям окружающей среды.

Иннервация кровеносных сосудов. Кровеносные сосуды иниервируются симпатическими нервами. Возбуждение, распространяющееся по ним, вызывает сокращение гладких мышц в стенках сосудов и суживает сосуды. Если перерезать симпатические нервы, идущие к определенной части тела, соответствующие сосуды расширятся. Следовательно, по симпатическим нервам к кровеносным сосудам все время поступает возбуждение, которое держит эти сосуды в состоянии некоторого сужения - сосудистого тонуса. Когда возбуждение усилнвается, частота нервных импульсов возрастает и сосуды суживаются сильнее - сосудистый тонус повышается. Наоборот, при уменьшении частоты нервных импульсов вследствие торможения симпатических нейронов сосудистый тонус снижается и кровеносные сосуды расширяются. К сосудам некоторых органов (скелетных мышц, слюнных желез) кроме сосудосуживающих подходят также сосудорасширяющие нервы. Эти нервы возбуждаются и расширяют кровеносные сосуды органов во время их работы. На просвет сосудов влияют также вещества, которые разносятся кровью. Адреналин суживает кровеносные сосуды. Другое вещество - ацетилхолин, - выделяемое окончаниями некоторых нервов, расширяет их.

Регуляция деятельности сердечно-сосудистой системы. Кровоснабжение органов изменяется в зависимости от их потребностей благодаря описанному перераспределению крови. Но это перераспределение может быть эффективным только при условии, что давление в артериях не изменяется. Одной из основных функций нервной регуляции кровообращения является поддержание постоянного кровяного давления. Эта функция осуществляется рефлекторно.

В стенке аорты и сонных артерий имеются рецепторы, которые раздражаются сильнее, если кровяное давление превышает нормальный уровень. Возбуждение от этих рецепторов идет к сосудодвигательному центру, расположенному в продолговатом мозге, и тормозит его работу. От центра по симпатическим нервам к сосудам и сердцу начинает поступать более слабое возбуждение, чем раньше, и кровеносные сосуды расширяются, а сердце ослабляет свою работу. Вследствие этих изменений кровяное давление снижается. А если давление почему-либо упало ниже нормы, то раздражение рецепторов прекращается совсем и сосудо-двигательный центр, не получая тормозных влияний от рецепторов, усиливает свою деятельность: посылает к сердцу и сосудам больше нервных импульсов в секунду, сосуды суживаются, сердце сокращается, чаще и сильнее, кровяное давление повышается.

Гигиена сердечной деятельности

Нормальная деятельность человеческого организма возможна лишь при наличии хорошо развитой сердечно-сосудистой системы. Скорость кровотока будет определять степень кровоснабжения органов и тканей и скорость удаления продуктов жизнедеятельности. При физической работе потребность органов в кислороде возрастает одновременно с усилением и учащением сердечных сокращений. Такую работу может обеспечить только сильная сердечная мышца. Чтобы быть выносливым к разнообразной трудовой деятельности, важно тренировать сердце, увеличивать силу его мышцы.

Физический труд, физкультура развивают сердечную мышцу. Для обеспечения нормальной функции сердечно-сосудистой системы человек должен начинать свой день с утренней зарядки, особенно люди, профессии которых не связаны с физическим трудом. Для обогащения крови кислородом физические упражнения лучше выполнять на свежем воздухе.

Необходимо помнить, что чрезмерные физические и психические напряжения могут вызвать нарушение нормальной работы сердца, его заболевания. Особенно вредное влияние на сердечно-сосудистую систему оказывают алкоголь, никотин, наркотики. Алкоголь и никотин отравляют сердечную мышцу и нервную систему, вызывают резкие нарушения регуляции сосудистого тонуса и деятельности сердца. Они ведут к развитию тяжелых заболеваний сердечно-сосудистой системы и могут стать причиной внезапной смерти. У курящих и употребляющих алкоголь молодых людей чаще, чем у других, возникают спазмы сосудов сердца, вызывающие тяжелые сердечные приступы, иногда и смерть.

Первая помощь при ранениях и кровотечениях

Травмы часто сопровождаются кровотечением. Различают капиллярное, венозное и артериальное кровотечения.

Капиллярное кровотечение возникает даже при незначительном ранении и сопровождается медленным вытеканием крови из раны. Такую рану следует обработать раствором бриллиантового зеленого (зеленкой) для обеззараживания и наложить чистую марлевую повязку. Повязка останавливает кровотечение, способствует образованию тромба и не дает возможности микробам попасть в рану.

Венозное кровотечение характеризуется значительно большей скоростью вытекания крови. Вытекающая кровь имеет темный цвет. Для остановки кровотечения необходимо наложить тугую повязку ниже раны, т. е. дальше от сердца. После остановки кровотечения рану обрабатывают дезинфицирующим средством (3% р-р перекиси водорода, водка), перевязывают стерильной давящей повязкой.

При артериальном кровотечении из раны фонтанирует алая кровь. Это наиболее опасное кровотечение. При повреждении артерии конечности нужно поднять конечность как можно выше, согнуть ее и прижать пальцем раненную артерию в том месте, где она близко подходит к поверхности тела. Необходимо также выше места ранения, т. е. ближе к сердцу, наложить резиновый жгут (можно использовать для этого бинт, веревку) и туго его затянуть, чтобы полностью остановить кровотечение. Жгут нельзя держать затянутым более 2 ч. При его наложении необходимо прикрепить записку, в которой следует указать время наложения жгута.

Следует помнить, что венозное, а еще в большей степени артериальное кровотечение может привести к значительной потере крови и даже к смерти. Поэтому при ранении необходимо как можно скорее остановить кровотечение, а затем доставить пострадавшего в больницу. Сильная боль или испуг могут привести к тому, что человек потеряет сознание. Потеря сознания (обморок) является следствием торможения сосудодвигательного центра, падения кровяного давления и недостаточного снабжения головного мозга кровью. Потерявшему сознание необходимо дать понюхать какое-нибудь нетоксичное с сильным запахом вещество (например, нашатырный спирт), смочить лицо холодной водой или слегка похлопать его по щекам. При раздражении обонятельных или кожных рецепторов возбуждение от них поступает в головной мозг и снимает торможение сосудодвигательного центра. Кровяное давление повышается, головной мозг получает достаточное питание, и сознание возвращается.