Линейная скорость кровотока норма. Пиковая систолическая скорость кровотока норма Объемный кровоток

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;

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;

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

увеличение объема почек на 10-20%;

На поздних стадиях ХПН при хроническом гломерулонефрите происходит:

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

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%);

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;

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);

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.

Скорость кровотока, наряду с давлением крови, является основной физической величиной, характеризующей состояние системы кровообращения.

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 перечного сечения всех сосудов, образующих участок сосудистого русла. Поэтому в кровеносной системе наиболее широким 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 меньше 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 помешают 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 (объём.) это количество крови проходящей через поперечное сечение сосуда за единицу времени. Она зависит от разности давлений в начале и конце сосуда и сопротивления току крови. 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 кровообращения. Ее измеряют путем введения красителя флюоресцина в вену одной руки для определения времени его появления в вене другой. В среднем скорость кругооборота крови составляет 20-25 сек.

Допплерография – это способ изучения кровотока в крупных и средних сосудах человека, основанный на применении эффекта Допплера. У пациентов метод используется для уточнения характера и степени нарушения кровообращения в любых не очень мелких сосудах. Данное обследование применяется при беременности - для оценки работы плаценты и артерий матки.

Для получения информации о скорости и характере кровотока, давлении, направлении движения крови в сосуде и степени его проходимости используется такой же ультразвук, как при проведении «обычного» УЗИ. Только испускает его и принимает обратно особый датчик, работающий на основе допплеровского эффекта. Данное физическое явление заключается в том, что частота отраженного от движущихся объектов (клеток крови) ультразвука сильно изменяется по сравнению с частотой испускаемого датчиком ультразвука. Прибор регистрирует не саму частоту колебаний, а разницу между начальной и отраженной частотой. Причем обработка сигналов не только позволяет вычислить эту скорость, но и увидеть направление кровотока (от датчика или к нему), оценить анатомию и проходимость сосуда.

Показания к исследованию ультразвуковой допплерографии (УЗДГ)

УЗДГ сосудов нижних конечностей назначается, если имеются такие жалобы: видны измененные вены на ногах. Ноги (ступни и голени) отекают к вечеру изменился цвет одной или двух ног больно ходить, после стояния становится легче ощущения «мурашек» ноги быстро замерзают плохо заживают раны на ногах.

Допплер плода проводится в таких случаях: мать страдает сахарным диабетом, гипертонией, анемией, размеры ребенка не соответствуют его возрасту мать имеет отрицательный резус, ребенок – положительный развивается несколько плодов, обвитие шеи младенца пуповиной. Такая УЗДГ при беременности (то есть ультразвуковая допплерография) позволяет с 23 недели узнать, страдает ли малыш от недостатка кислорода.

Допплерография – это метод исследования не только вышеуказанных сосудов, но и сосудов грудного и брюшного отделов аорты и их ветвей, головы, шеи, артерий и вен верхней конечности.

Цветовое допплеровское картирование (ЦДК) – это один из подвидов УЗИ, основанный на эффекте Допплера. Оно также «работает» с оценкой кровотока в сосудах. В основе данного исследования – совмещение обычного черно-белого УЗИ и допплеровской оценки кровотока. В режиме ЦДК врач видит на мониторе черно-белое изображение, в определенной (исследуемой) части которого отображаются в цвете данные скорости движения структур. Так, оттенки красного цвета будут кодировать скорость течения крови, направленного к датчику (чем светлее, тем меньше скорость), оттенки голубого цвета – скорость кровотока, направленного от датчика. Рядом выводится шкала, на которой обозначено, какой именно скорости соответствует тот или иной оттенок. То есть, синим цветом обозначены не вены, а красным – не артерии. Цветовое допплеровское картирование визуализирует и анализирует: направление, характер, скорость кровотока; проходимость, сопротивление, диаметр сосуда.

Диагностирует : степень утолщения сосудистой стенки пристеночные тромбы или атеросклеротические бляшки (может их отличить) патологическую извитость сосуда аневризму сосуда. Это исследование помогает не только обнаружить конкретно сосудистую патологию. На основании полученных в результате данных можно отличить доброкачественный процесс от злокачественного, выяснить склонность опухоли к росту, отличить некоторые образования.

Допплеровское картирование, проведенное по отношению к сосудам брюшной полости, помогает в диагностике тех болей в брюшной полости, которые возникают из-за недостаточного кровоснабжение кишечника (другим методом эту патологию не определить).

Реовазография или РВГ – современный метод функциональной диагностики, с помощью которого определяется интенсивность и объем кровотока в артериальных сосудах конечностей.

Принцип метода данного исследования заключается в измерении сопротивления участка кожи при пропускании через него электрического тока минимальной силы (абсолютно безвредной), напряжения и определенной частоты с помощью специальных датчиков. В зависимости от интенсивности кровенаполнения тканей, изменяется их сопротивление. Чем хуже кровоток, тем выше сопротивление кожи и тканей. Изменения параметра сопротивления выводятся на бумажную ленту в виде кривой линии, по которой врач функциональной диагностики определяет характер кровотока в исследуемом участке тела.

Основным показанием для проведения такого функционального исследования является диагностика сосудов при таких их заболеваниях:

• Атеросклероз артерий ног – патология, при которой на их стенках формируются атеросклеротические бляшки, которые уменьшают просвет сосудов и ухудшают кровоснабжение нижних конечностей.
• Тромбофлебит – воспаление вен ног, при котором в них формируются тромбы.
• Эндартериит – воспаление внутренней стенки артерий рук или ног.
• Варикозное расширение вен – патология, при которой чаще поражаются поверхностные и глубокие вены ног с нарушением нормального оттока крови по ним.

Реовазография является несложной и не длительной процедурой. Человек во время ее проведения располагается на спине, на кушетке. Врач функциональной диагностики прикрепляет (обычно с помощью присосок) датчики к коже исследуемой области рук или ног. Сама процедура длится около 10-15 минут. Перед ее проведением необходимо выполнить несколько несложных подготовительных рекомендаций:

• Предварительный отдых для полного расслабления мышц и нормализации кровотока в них (за 15-20 минут до начала обследования).
• За несколько суток (минимум 24 часа) необходимо прекратить прием лекартсвенных средств, влияющих на уровень артериального давления и состояние сосудов.
• Необходимо исключить прием алкоголя за несколько суток до обследования.
• Курящим людям, в течение нескольких часов необходимо воздержаться от курения.
• В день проведения реовазографии желательно постараться избегать выраженных физических или эмоциональных нагрузок.

В норме систолическое давление в большом круге кровообращения равно в среднем 120 мм рт.ст.

· Диастолическое давление - минимальное давление, возникающее во время диастолы в большом круге кровообращения, составляет в среднем 80 мм рт.ст.

· Пульсовое давление. Разность между систолическим и диастолическим давлением называют пульсовым давлением.

· Среднее артериальное давление (САД) ориентировочно оценивают по формуле:

САД = [систолическое АД + 2(диастолическое АД)]/3

Среднее АД в аорте (90–100 мм рт.ст.) по мере разветвления артерий постепенно понижается. В концевых артериях и артериолах давление резко падает (в среднем до 35 мм рт.ст.), а затем медленно снижается до 10 мм рт.ст. в крупных венах (рис. 23–16А).

· Площадь поперечного сечения. Диаметр аорты взрослого человека составляет 2 см, площадь поперечного сечения - около 3 см 2 . По направлению к периферии площадь поперечного сечения артериальных сосудов медленно, но прогрессивно возрастает. На уровне артериол площадь поперечного сечения составляет около 800 см 2 , а на уровне капилляров и вен - 3500 см 2 . Площадь поверхности сосудов значительно уменьшается, когда венозные сосуды соединяются, образуя полую вену с площадью поперечного сечения в 7 см 2 .

· Линейная скорость тока крови обратно пропорциональна площади поперечного сечения сосудистого русла. Поэтому средняя скорость движения крови (рис. 23–16Б) выше в аорте (30 см/с), постепенно снижается в мелких артериях и наименьшая в капиллярах (0,026 см/с), общее поперечное сечение которых в 1000 раз больше, чем в аорте. Средняя скорость кровотока снова увеличивается в венах и становится относительно высокой в полых венах (14 см/с), но не столь высокой, как в аорте.

· Объёмная скорость кровотока (обычно выражают в миллилитрах в минуту или литрах в минуту). Общий кровоток у взрослого человека в состоянии покоя - около 5000 мл/мин. Именно это количество крови выкачивается сердцем каждую минуту, поэтому его называют также сердечным выбросом.

· Скорость кровообращения (скорость кругооборота крови) может быть измерена на практике: от момента инъекции препарата солей жёлчных кислот в локтевую вену до времени появления ощущения горечи на языке (рис. 23–17А). В норме скорость кровообращения составляет 15 с.

· Сосудистая ёмкость. Размеры сосудистых сегментов определяют их сосудистую ёмкость. Артерии содержат около 10% общего количества циркулирующей крови, капилляры - около 5%, венулы и небольшие вены - примерно 54% и большие вены - 21%. Камеры сердца вмещают остающиеся 10%. Венулы и небольшие вены обладают большой ёмкостью, что делает их эффективным резервуаром, способным накапливать большие объёмы крови.

Большой и малый круги кровообращения

Большой и малый круги кровообращения человека

Кровообращение - это движение крови по сосудистой системе, обеспечивающее газообмен между организмом и внешней средой, обмен веществ между органами и тканями и гуморальную регуляцию различных функций организма.

Система кровообращения включает сердце и кровеносные сосуды - аорту, артерии, артериолы, капилляры, венулы, вены и лимфатические сосуды. Кровь движется по сосудам благодаря сокращению сердечной мышцы.

Кровообращение совершается по замкнутой системе, состоящей из малого и большого кругов:

• Большой круг кровообращения обеспечивает все органы и ткани кровью с содержащимися в ней питательными веществами.
• Малый, или легочный, круг кровообращения предназначен для обогащения крови кислородом.

Круги кровообращения впервые были описаны английским ученым Уильямом Гарвеем в 1628 г. в труде «Анатомические исследования о движении сердца и сосудов».

Малый круг кровообращения начинается из правого желудочка, при сокращении которого венозная кровь попадает в легочный ствол и, протекая через легкие, отдает диоксид углерода и насыщается кислородом. Обогащенная кислородом кровь из легких по легочным венам поступает в левое предсердие, где заканчивается малый круг.

Большой круг кровообращения начинается из левого желудочка, при сокращении которого кровь, обогащенная кислородом, нагнетается в аорту, артерии, артериолы и капилляры всех органов и тканей, а оттуда по венулам и венам притекает в правое предсердие, где и заканчивается большой круг.

Самым крупным сосудом большого круга кровообращения является аорта, которая выходит из левого желудочка сердца. Аорта образует дугу, от которой ответвляются артерии, несущие кровь к голове (сонные артерии) и к верхним конечностям (позвоночные артерии). Аорта проходит вниз вдоль позвоночника, где от нее отходят ветви, несущие кровь к органам брюшной полости, к мышцам туловища и нижним конечностям.

Артериальная кровь, богатая кислородом, проходит по всему телу, доставляя клеткам органов и тканей необходимые для их деятельности питательные вещества и кислород, и в капиллярной системе превращается в кровь венозную. Венозная кровь, насыщенная углекислым газом и продуктами клеточного обмена, возвращается в сердце и из него поступает в легкие для газообмена. Наиболее крупными венами большого круга кровообращения являются верхняя и нижняя полые вены, впадающие в правое предсердие.

Рис. Схема малого и большого кругов кровообращения

Следует обратить внимание, как в большой круг кровообращения включены системы кровообращения печени и почек. Вся кровь из капилляров и вен желудка, кишечника, поджелудочной железы и селезенки поступает в воротную вену и проходит через печень. В печени воротная вена разветвляется на мелкие вены и капилляры, которые затем вновь соединяются в общий ствол печеночной вены, впадающей в нижнюю полую вену. Вся кровь органов брюшной полости до поступления в большой круг кровообращения протекает через две капиллярные сети: капилляры этих органов и капилляры печени. Воротная система печени играет большую роль. Она обеспечивает обезвреживание ядовитых веществ, которые образуются в толстом кишечнике при расщеплении невсосавшихся в тонком кишечнике аминокислот и всасываются слизистой толстой кишки в кровь. Печень, подобно всем остальным органам, получает и артериальную кровь через печеночную артерию, отходящую от брюшной артерии.

В почках также имеются две капиллярные сети: капиллярная сеть есть в каждом мальпигиевом клубочке, затем эти капилляры соединяются в артериальный сосуд, который вновь распадается на капилляры, оплетающие извитые канальцы.

Рис. Схема кровообращения

Особенностью кровообращения в печени и почках является замедление тока крови, обусловливающейся функцией этих органов.

Таблица 1. Отличие тока крови в большом и малом кругах кровообращения

Большой круг кровообращения

Малый круг кровообращения

В каком отделе сердца начинается круг?

В левом желудочке

В правом желудочке

В каком отделе сердца заканчивается круг?

В правом предсердии

В левом предсердии

Где происходит газообмен?

В капиллярах, находящихся в органах грудной и брюшной полостей, головном мозге, верхних и нижних конечностях

В капиллярах, находящихся в альвеолах легких

Какая кровь движется по артериям?

Какая кровь движется по венам?

Время движения крови по кругу

Снабжение органов и тканей кислородом и перенос углекислого газа

Насыщение крови кислородом и удаление из организма углекислого газа

Время кругооборота крови - время однократного прохождения частицы крови по большому и малому кругам сосудистой системы. Подробнее следующем разделе статьи.

Закономерности движения крови по сосудам

Основные принципы гемодинамики

Гемодинамика - это раздел физиологии, изучающий закономерности и механизмы движения крови по сосудам организма человека. При ее изучении используется терминология и учитываются законы гидродинамики - науки о движении жидкостей.

Скорость, с которой движется кровь но сосудам, зависит от двух факторов:

• от разности давления крови в начале и конце сосуда;
• от сопротивления, которое встречает жидкость на своем пути.

Разность давлений способствует движению жидкости: чем она больше, тем интенсивнее это движение. Сопротивление в сосудистой системе, уменьшающее скорость движения крови, зависит от ряда факторов:

• длины сосуда и его радиуса (чем больше длина и меньше радиус, тем больше сопротивление);
• вязкости крови (она в 5 раз больше вязкости воды);
• трения частиц крови о стенки сосудов и между собой.

Показатели гемодинамики

Скорость кровотока в сосудах осуществляется по законам гемодинамики, общим с законами гидродинамики. Скорость кровотока характеризуется тремя показателями: объемной скоростью кровотока, линейной скоростью кровотока и временем кругооборота крови.

Объемная скорость кровотока - количество крови, протекающее через поперечное сечение всех сосудов данного калибра за единицу времени.

Линейная скорость кровотока - скорость движения отдельной частицы крови вдоль сосуда за единицу времени. В центре сосуда линейная скорость максимальна, а около стенки сосуда минимальна вследствие повышенного трения.

Время кругооборота крови - время, в течение которого кровь проходит по большому и малому кругам кровообращения.В норме составляетс. На прохождение через малый круг затрачивается около 1/5, а на прохождение через большой - 4/5 этого времени

Движущей силой кровотока но системе сосудов каждого из кругов кровообращения является разность давления крови (ΔР) в начальном участке артериального русла (аорта для большого круга) и конечном участке венозного русла (полые вены и правое предсердие). Разность давления крови (ΔР) в начале сосуда (Р1) и в конце его (Р2) является движущей силой тока крови через любой сосуд кровеносной системы. Сила градиента давления крови расходуется на преодоление сопротивления кровотоку (R) в системе сосудов и в каждом отдельном сосуде. Чем выше градиент давления крови в кругу кровообращения или в отдельном сосуде, тем больше в них объемный кровоток.

Важнейшим показателем движения крови по сосудам является объемная скорость кровотока, или объемный кровоток (Q), под которым понимают объем крови, протекающей через суммарное поперечное сечение сосудистого русла или сечение отдельного сосуда в единицу времени. Объемную скорость кровотока выражают в литрах на минуту (л/мин) или миллилитрах на минуту (мл/мин). Для оценки объемного кровотока через аорту или суммарное поперечное сечение любого другого уровня сосудов большого круга кровообращения используют понятие объемный системный кровоток. Поскольку за единицу времени (минуту) через аорту и другие сосуды большого круга кровообращения протекает весь объем крови, выброшенной левым желудочком за это время, синонимом понятия системный объемный кровоток является понятие минутный объем кровотока (МОК). МОК взрослого человека в покое составляет 4-5 л/мин.

Различают также объемный кровоток в органе. В этом случае имеют в виду суммарный кровоток, протекающий за единицу времени через все приносящие артериальные или выносящие венозные сосуды органа.

Таким образом, объемный кровоток Q = (P1 - Р2) / R.

В этой формуле выражена суть основного закона гемодинамики, утверждающего, что количество крови, протекающей через суммарное поперечное сечение сосудистой системы или отдельного сосуда в единицу времени, прямо пропорционально разности давления крови в начале и в конце сосудистой системы (или сосуда) и обратно пропорционально сопротивлению току крови.

Суммарный (системный) минутный кровоток в большом круге рассчитывается с учетом величин среднего гидродинамического давления крови в начале аорты P1, и в устье полых вен Р2. Поскольку в этом участке вен давление крови близко к 0, то в выражение для расчета Q или МОК подставляется значение Р, равное среднему гидродинамическому артериальному давлению крови в начале аорты: Q (МОК) =P/R.

Одно из следствий основного закона гемодинамики - движущая сила тока крови в сосудистой системе - обусловлено давлением крови, создаваемым работой сердца. Подтверждением решающего значения величины давления крови для кровотока является пульсирующий характер тока крови на протяжении сердечного цикла. Во время систолы сердца, когда давление крови достигает максимального уровня, кровоток увеличивается, а во время диастолы, когда давление крови минимально, кровоток ослабляется.

По мере продвижения крови по сосудам от аорты к венам давление крови уменьшается и скорость его уменьшения пропорциональна сопротивлению кровотоку в сосудах. Особенно быстро снижается давление в артериолах и капиллярах, так как они обладают большим сопротивлением кровотоку, имея малый радиус, большую суммарную длину и многочисленные ветвления, создающие дополнительное препятствие кровотоку.

Сопротивление кровотоку, создаваемое во всем сосудистом русле большого круга кровообращения, называют общим периферическим сопротивлением (ОПС). Следовательно, в формуле для расчета объемного кровотока символ R можно заменить его аналогом - ОПС:

Из этого выражения выводится ряд важных следствий, необходимых для понимания процессов кровообращения в организме, оценки результатов измерения кровяного давления и его отклонений. Факторы, влияющие на сопротивление сосуда, для тока жидкости, описываются законом Пуазейля, в соответствии с которым

Из приведенного выражения вытекает, что поскольку числа 8 и Π являются постоянными, L у взрослого человека изменяется мало, то величина периферического сопротивления кровотоку определяется изменяющимися значениями радиуса сосудов r и вязкости крови η).

Уже упоминалось о том, что радиус сосудов мышечного типа может быстро изменяться и оказывать существенное влияние на величину сопротивления кровотоку (отсюда их название - резистивные сосуды) и величину кровотока через органы и ткани. Поскольку сопротивление зависит от величины радиуса в 4-й степени, то даже небольшие колебания радиуса сосудов сильно сказываются на величинах сопротивления току крови и кровотока. Так, например, если радиус сосуда уменьшится с 2 до 1 мм, то сопротивление его увеличится в 16 раз и при неизменном градиенте давления кровоток в этом сосуде также уменьшится в 16 раз. Обратные изменения сопротивления будут наблюдаться при увеличении радиуса сосуда в 2 раза. При неизменном среднем гемодинамическом давлении кровоток в одном органе может увеличиваться, в другом - уменьшаться в зависимости от сокращения или расслабления гладкой мускулатуры приносящих артериальных сосудов и вен этого органа.

Вязкость крови зависит от содержания в крови числа эритроцитов (гематокрита), белка, липопротеинов в плазме крови, а также от агрегатного состояния крови. В нормальных условиях вязкость крови не изменяется столь быстро, как просвет сосудов. После кровопотери, при эритропении, гипопротеинемии вязкость крови понижается. При значительном эритроцитозе, лейкозах, повышенной агрегации эритроцитов и гиперкоагуляции вязкость крови способна существенно возрастать, что влечет за собой повышение сопротивления кровотоку, увеличение нагрузки на миокард и может сопровождаться нарушением кровотока в сосудах микроциркуляторного русла.

В устоявшемся режиме кровообращения объем крови, изгнанный левым желудочком и протекающий через поперечное сечение аорты, равен объему крови, протекающей через суммарное поперечное сечение сосудов любого другого участка большого круга кровообращения. Этот объем крови возвращается в правое предсердие и поступает в правый желудочек. Из него кровь изгоняется в малый круг кровообращения и затем через легочные вены возвращается в левое сердце. Поскольку МОК левого и правого желудочков одинаковы, а большой и малый круги кровообращения соединены последовательно, то объемная скорость кровотока в сосудистой системе остается одинаковой.

Однако во время изменения условий кровотока, например при переходе из горизонтального в вертикальное положение, когда сила тяжести вызывает временное накопление крови в венах нижней части туловища и ног, на короткое время МОК левого и правого желудочков могут стать различными. Вскоре внутрисердечные и экстракардиальные механизмы регуляции работы сердца выравнивают объемы кровотока через малый и большой круги кровообращения.

При резком уменьшении венозного возврата крови к сердцу, вызывающем уменьшение ударного объема, может понизиться артериальное давление крови. При выраженном его снижении может уменьшиться приток крови к головному мозгу. Этим объясняется ощущение головокружения, которое может наступить при резком переходе человека из горизонтального в вертикальное положение.

Объем и линейная скорость токи крови в сосудах

Общий объем крови в сосудистой системе является важным гомеостатическим показателем. Средняя величина его составляет для женщин 6-7%, для мужчин 7-8% от массы тела и находится в пределах 4-6 л; 80-85% крови из этого объема - в сосудах большого круга кровообращения, около 10% - в сосудах малого круга кровообращения и около 7% - в полостях сердца.

Больше всего крови содержится в венах (около 75%) - это указывает на их роль в депонировании крови как в большом, так и в малом кругу кровообращения.

Движение крови в сосудах характеризуется не только объемной, но и линейной скоростью кровотока. Под ней понимают расстояние, на которое перемещается частичка крови за единицу времени.

Между объемной и линейной скоростью кровотока существует взаимосвязь, описываемая следующим выражением:

где V - линейная скорость кровотока, мм/с, см/с; Q - объемная скорость кровотока; П - число, равное 3,14; r - радиус сосуда. Величина Пr 2 отражает площадь поперечного сечения сосуда.

Рис. 1. Изменения давления крови, линейной скорости кровотока и площади поперечного сечения в различных участках сосудистой системы

Рис. 2. Гидродинамические характеристики сосудистого русла

Из выражения зависимости величины линейной скорости от объемной в сосудах кровеносной системы видно, что линейная скорость кровотока (рис. 1.) пропорциональна объемному кровотоку через сосуд(ы) и обратно пропорциональна площади поперечного сечения этого сосуда(ов). Например, в аорте, имеющей наименьшую площадь поперечного сечения в большом круге кровообращения (3-4 см 2), линейная скорость движения крови наибольшая и составляет в покое околосм/с. При физической нагрузке она может возрасти в 4-5 раз.

По направлению к капиллярам суммарный поперечный просвет сосудов увеличивается и, следовательно, линейная скорость кровотока в артериях и артериолах уменьшается. В капиллярных сосудах, суммарная площадь поперечного сечения которых больше, чем в любом другом отделе сосудов большого круга (враз больше поперечного сечения аорты), линейная скорость кровотока становится минимальной (менее 1 мм/с). Медленный ток крови в капиллярах создает наилучшие условия для протекания обменных процессов между кровью и тканями. В венах линейная скорость кровотока увеличивается в связи с уменьшением площади их суммарного поперечного сечения по мере приближения к сердцу. В устье полых вен она составляетсм/с, а при нагрузках возрастает до 50 см/с.

Линейная скорость движения плазмы и форменных элементов крови зависит не только от типа сосуда, но и от их расположения в потоке крови. Различают ламинарный тип течения крови, при котором ноток крови можно условно разделить на слои. При этом линейная скорость движения слоев крови (преимущественно плазмы), близких или прилежащих к стенке сосуда, - наименьшая, а слоев в центре потока - наибольшая. Между эндотелием сосудов и пристеночными слоями крови возникают силы трения, создающие на эндотелии сосудов сдвиговые напряжения. Эти напряжения играют роль в выработке эндотелием сосудоактивных факторов, регулирующих просвет сосудов и скорость кровотока.

Эритроциты в сосудах (за исключением капилляров) располагаются преимущественно в центральной части потока крови и движутся в нем с относительно высокой скоростью. Лейкоциты, наоборот, располагаются преимущественно в пристеночных слоях потока крови и совершают катящиеся движения с небольшой скоростью. Это позволяет им связываться с рецепторами адгезии в местах механического или воспалительного повреждения эндотелия, прилипать к стенке сосуда и мигрировать в ткани для выполнения защитных функций.

При существенном увеличении линейной скорости движения крови в суженной части сосудов, в местах отхождения от сосуда его ветвей ламинарный характер движения крови может сменяться на турбулентный. При этом в потоке крови может нарушиться послойность перемещения ее частиц, между стенкой сосуда и кровью могут возникать большие силы трения и сдвиговых напряжений, чем при ламинарном движении. Развиваются вихревые потоки крови, возрастает вероятность повреждения эндотелия и отложения холестерина и других веществ в интиму стенки сосуда. Это способно привести к механическому нарушению структуры сосудистой стенки и инициированию развития пристеночных тромбов.

Время полного кругооборота крови, т.е. возврата частицы крови в левый желудочек после ее выброса и прохождения через большой и малый круги кровообращения, составляет в покосс, или примерно через 27 систол желудочков сердца. Приблизительно четверть этого времени затрачивается на перемещение крови по сосудам малого круга и три четверти - по сосудам большого круга кровообращения.

Скорость кровотока

Скорость кровотока - это скорость передвижения элементов крови по кровеносному руслу за определенную единицу времени. В практике специалисты выделяют линейную скорость и объемную скорость кровотока.

Один из главных параметров, характеризующий функциональность кровеносной системы организма. Этот показатель зависит от частоты сокращений сердечной мышцы, количества и качественного состава крови, величины сосудов, артериального давления, возраста и генетических особенностей организма.

Типы скорости кровотока

Линейная скорость- расстояние, проходимое частицей крови по сосуду за определенный период времени. Оно напрямую зависит от суммы площадей поперечного сечения сосудов, составляющих данный участок сосудистого русла.

Следовательно, аорта- самый узкий участок кровеносной системы и в ней самая высокая скорость кровотока, достигающая 0,6 м/с. Самым «широким» местом являются капилляры, т. к. их общая площадь в 500 раз больше площади аорты, скорость кровотока в них 0,5 мм/с. , что обеспечивает прекрасный обмен веществ между капиллярной стенкой и тканями.

Объемная скорость кровотока - общее количество крови поступающей через поперечное сечение сосуда за определенный промежуток времени.

Данный вид скорости определяется:

• разностью давления на противоположных концах сосуда,которая формируется артериальным и венозным давлением;
• сопротивлением сосудов току крови, зависящим от диаметра сосуда, его длины, вязкости крови.

Важность и острота проблемы

Определение такого важного параметра, как скорость кровотока крайне важно для исследования гемодинамики конкретного участка сосудистого русла либо определенного органа. При изменении его можно говорить о наличие патологических сужении на протяжении сосуда, препятствий току крови (пристеночные тромбы, атеросклеротические бляшки),повышенной вязкости крови.

В настоящее время неинвазивная, объективная оценка кровотока по сосудам разного калибра является самой актуальной задачей современной ангиологии. От успеха в ее решении зависит успех ранней диагностики таких сосудистых заболеваний, как диабетическая микроангиопатия, синдром Рейно, различных окклюзий и стенозов сосудов.

Перспективный помощник

Самым перспективным и безопасным является определение скорости кровотока УЗ-методом, построенным на эффекте Доплера.

Одним из последних представителей УЗ доплеровских аппаратов является Допплер- аппарат, выпускаемый компанией Минимакс,зарекомендовавший себя на рынке как надежный, качественный и долгосрочный помощник в определении сосудистой патологии.

Как происходит измерение скорости кровотока в сосудах?

Измерение скорости кровотока в сосудах производится с применением различных методик. Одной из самых точных и достоверных результатов даёт измерение, произведённое с помощью метода ультразвуковой доплеровской флоуметрии аппаратом Минимакс-Допплер. Данные, полученные при использовании оборудования Минимакс, являются основой для оценки состояния обследуемого и учитывается при определении диагноза.

Для чего проводят измерение скорости движения крови?

Измерение скорости кровотока имеет важно для диагностической медицины. Благодаря анализу данных, полученных в результате измерений можно определить:

• состояние сосудов, показатель вязкости крови;
• уровень снабжения кровью мозга и других органов;
• сопротивление движению в обоих кругах кровообращения;
• уровень микроциркуляции;
• состояние коронарных сосудов;
• степень сердечной недостаточности.

Скорость кровотока в сосудах, артериях и капиллярах не является постоянной и одинаковой величиной: самая большая скорость - в аорте, самая маленькая - внутри микрокапилляров.

Для чего проводят измерение скорости кровотока в сосудах ногтевого ложа?

Скорость кровотока в сосудах ногтевого ложа - один из наглядных показателей качества микроциркуляции крови в организме человека. Сосуды ногтевого ложа имеют малое поперечное сечение и состоят не только из капилляров, а также из микроскопических артериол.

При проблемах, связанных с кровеносной системой, эти капилляры и артериолы страдают первыми. Конечно, судить о состоянии всей системы только лишь на основании исследования кровообращения в области ногтевого ложа нельзя, но стоит обратить внимание, если движение крови в этой области является слишком низким или высоким.

В медицине для получения наиболее достоверных сведений проводят измерения параметров кровообращения на больших участках кровообращения.

Скорость кровотока

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 враз 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 составляетсек.

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 составляетмм рт.ст. Диастолическоемм рт.ст. Разность между систолическим и диастолическим давлением называется пульсовым давлением . В норме его величинамм 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 составляетмм рт.ст., в артериальном конце капилляровмм 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.

Кровь циркулирует по сосудам с определенной скоростью. От последней зависит не только артериальное давление и метаболические процессы, но и насыщение органов кислородом и необходимыми веществами.

Скорость кровотока (СК) - важный диагностический показатель. С его помощью определяется состояние всей сосудистой сети или отдельных ее участков. По ней же выявляются патологии различных органов.

Отклонение показателей скорости течения крови в сосудистой системе свидетельствует о спазмировании в ее отдельных участках, вероятности налипания холестериновых бляшек, образовании тромбов или повышении вязкости крови.

Закономерности явления

Скорость движения крови по сосудам зависит от количества времени, необходимого для ее прохождения по первому и второму кругу.

Измерение проводится несколькими способами. Один из наиболее распространенных - использование красителя флуоресцеина. Метод заключается во введении вещества в вену левой руки и определении временного промежутка, через который оно обнаруживается в правой.

Средний статистический показатель - 25-30 секунд .

Движение кровотока по сосудистому руслу изучает гемодинамика. В ходе исследований выявлено, что данный процесс является непрерывным в организме человека вследствие разницы давления в сосудах. Прослеживается течение жидкости от участка, где оно высокое, к участку с более низким. Соответственно, имеются места, отличающиеся наименьшей и наибольшей скоростью течения.

Определение значения производится при выявлении двух параметров, описанных ниже.

Объемная скорость

Важным показателем гемодинамических значений является определение объемной скорости кровотока (ОСК). Это количественный показатель жидкости, циркулирующей за определенный временной отрезок сквозь поперечное сечение вен, артерий, капилляров.

ОСК напрямую связана с имеющимся в сосудах давлением и сопротивлением, оказываемым их стенками . Минутный объем движения жидкости по кровеносной системе вычисляется по формуле, учитывающей эти два показателя.

Замкнутость русла дает возможность сделать вывод о том, что через все сосуды, включая крупные артерии и мельчайшие капилляры, в течение минуты протекает одинаковое по объему количество жидкости. Непрерывность этого потока также подтверждает данный факт.

Однако это не свидетельствует об одинаковом объеме крови во всех ответвлениях кровеносного русла на протяжении минуты. Количество зависит от диаметра определенного участка сосудов, что никак не влияет на снабжение кровью органов, так как общее количество жидкости остается одинаковым.

Методы измерения

Определение объемной скорости не так давно еще проводилось так называемыми кровяными часами Людвига.

Более эффективный метод - применение реовазографии. В основу способа положено отслеживание электрических импульсов, связанных с сопротивлением сосудов, проявляющемся в качестве реакции на воздействие тока с высокой частотностью.

При этом отмечается следующая закономерность: увеличение кровенаполнения в определенном сосуде сопровождается снижением его сопротивляемости, при уменьшении давления сопротивление, соответственно, увеличивается.

Эти исследования обладают высокой диагностической ценностью для выявления заболеваний, связанных с сосудами. Для этого выполняется реовазография верхних и нижних конечностей, грудной клетки и таких органов, как почки и печень.

Другой достаточно точный метод - плетизмография. Он представляет собой отслеживание изменений в объеме определенного органа, появляющихся в результате наполнения его кровью. Для регистрации этих колебаний используются разновидности плетизмографов - электрические, воздушные, водные.

Флоуметрия

Этот метод исследования движения кровотока основан на использовании физических принципов. Флоуметр прикладывается к обследуемому участку артерии, что позволяет осуществлять контроль над скоростью кровотока при помощи электромагнитной индукции. Специальный датчик фиксирует показания.

Индикаторный метод

Использование этого способа измерения СК предусматривает введение в исследуемую артерию или орган вещества (индикатора), не вступающего во взаимодействие с кровью и тканями.

Затем через одинаковые временные отрезки (на протяжении 60 секунд) в венозной крови определяется концентрация введенного вещества.

Эти значения используются для построения кривой линии и расчета объема циркулирующей крови.

Данный метод широко применяется с целью выявления патологических состояний сердечной мышцы, мозга и других органов.

Линейная скорость

Показатель позволяет узнать скорость течения жидкости по определенной длине сосудов. Иными словами, это отрезок, который преодолевают компоненты крови в течение минуты.

Линейная скорость изменяется в зависимости от места продвижения элементов крови — в центре кровяного русла или непосредственно у сосудистых стенок. В первом случае она максимальная, во втором - минимальная. Это происходит в результате трения, действующего на компоненты крови внутри сети сосудов.

Скорость на разных участках

Продвижение жидкости по кровеносному руслу напрямую зависит от объема исследуемой части. Так, например:

1. Самая высокая скорость крови наблюдается в аорте. Это объясняется тем, что тут самая узкая часть сосудистого русла. Линейная скорость крови в аорте — 0.5 м/сек.
2. Скорость движения по артериям составляет около 0.3 м/секунду. При этом отмечаются практически одинаковые показатели (от 0.3 до 0.4 м/сек) как в сонных, так и в позвоночных артериях.
3. В капиллярах кровь движется с наименьшей скоростью. Это происходит вследствие того, что суммарный объем капиллярного участка во много раз превышает просвет аорты. Уменьшение доходит до 0.5 м/сек.
4. Кровь течет по венам со скоростью 0.1- 0.2 м/сек.

Диагностическая информативность отклонений от указанных значений заключается в возможности выявить проблемную зону в венах. Это позволяет своевременно устранить или предотвратить развивающийся в сосуде патологический процесс.

Определение линейной скорости

Использование ультразвука (эффект Доплера) позволяет с точностью определить СК в венах и артериях.

Сущность метода определения скорости данного типа в следующем: на проблемный участок прикрепляют специальный датчик, узнать нужный показатель позволяет изменение частотности звуковых колебаний, отражающих процесс течения жидкости.

Высокая скорость отражает низкую частоту звуковых волн.

В капиллярах скорость определяется с использованием микроскопа. Наблюдение ведется за продвижением по кровяному руслу одного из эритроцитов.

Другие методы

Разнообразие методик позволяет выбрать такую процедуру, которая помогает быстро и точно исследовать проблемный участок.

Индикаторный

При определении линейной скорости также используется индикаторный способ. Применяются меченные радиоактивными изотопами эритроциты.

Процедура предусматривает введение в вену, расположенную в локте, индикаторного вещества и прослеживание его появления в крови аналогичного сосуда, но в другой руке.

Формула Торричелли

Еще одним методом является применение формулы Торричелли. Здесь учитывается свойство пропускной способности сосудов. Есть закономерность: циркуляция жидкости выше в том участке, где имеется наименьшее сечение сосуда. Такой участок — аорта.

Самый широкий суммарный просвет в капиллярах. Исходя из этого, максимальная скорость в аорте (500 мм/сек), минимальная - в капиллярах (0.5 мм/сек).

Использование кислорода

При измерении скорости в легочных сосудах прибегают к особому методу, позволяющему определить ее при помощи кислорода.

Пациенту предлагают сделать глубокий вдох и задержать дыхание. Время появления воздуха в капиллярах уха позволяет с помощью оксиметра определить диагностический показатель.

Средняя для взрослых и детей линейная скорость: прохождение крови по всей системе за 21-22 секунды. Данная норма характерна для спокойного состояния человека. Деятельность, сопровождаемая тяжелой физической нагрузкой, сокращает этот временной промежуток до 10 секунд.

Кровообращение в организме человека — это движение главной биологической жидкости по сосудистой системе. О важности данного процесса говорить не приходится . От состояния кровеносной системы зависит жизнедеятельность всех органов и систем.

Определение скорости кровотока позволяет своевременно выявить патологические процессы и устранить их с помощью адекватного курса терапии.

Кровообращение — это движение крови по сосудистой системе, обеспечивающее газообмен между организмом и внешней средой, обмен веществ между органами и тканями и гуморальную регуляцию различных функций организма.

Система кровообращения включает и — аорту, артерии, артериолы, капилляры, венулы, вены и . Кровь движется по сосудам благодаря сокращению сердечной мышцы.

Кровообращение совершается по замкнутой системе, состоящей из малого и большого кругов:

• Большой круг кровообращения обеспечивает все органы и ткани кровью с содержащимися в ней питательными веществами.
• Малый, или легочный, круг кровообращения предназначен для обогащения крови кислородом.

Круги кровообращения впервые были описаны английским ученым Уильямом Гарвеем в 1628 г. в труде «Анатомические исследования о движении сердца и сосудов».

Малый круг кровообращения начинается из правого желудочка, при сокращении которого венозная кровь попадает в легочный ствол и, протекая через легкие, отдает диоксид углерода и насыщается кислородом. Обогащенная кислородом кровь из легких по легочным венам поступает в левое предсердие, где заканчивается малый круг.

Большой круг кровообращения начинается из левого желудочка, при сокращении которого кровь, обогащенная кислородом, нагнетается в аорту, артерии, артериолы и капилляры всех органов и тканей, а оттуда по венулам и венам притекает в правое предсердие, где и заканчивается большой круг.

Самым крупным сосудом большого круга кровообращения является аорта, которая выходит из левого желудочка сердца. Аорта образует дугу, от которой ответвляются артерии, несущие кровь к голове (сонные артерии) и к верхним конечностям (позвоночные артерии). Аорта проходит вниз вдоль позвоночника, где от нее отходят ветви, несущие кровь к органам брюшной полости, к мышцам туловища и нижним конечностям.

Артериальная кровь, богатая кислородом, проходит по всему телу, доставляя клеткам органов и тканей необходимые для их деятельности питательные вещества и кислород, и в капиллярной системе превращается в кровь венозную. Венозная кровь, насыщенная углекислым газом и продуктами клеточного обмена, возвращается в сердце и из него поступает в легкие для газообмена. Наиболее крупными венами большого круга кровообращения являются верхняя и нижняя полые вены, впадающие в правое предсердие.

Рис. Схема малого и большого кругов кровообращения

Следует обратить внимание, как в большой круг кровообращения включены системы кровообращения печени и почек. Вся кровь из капилляров и вен желудка, кишечника, поджелудочной железы и селезенки поступает в воротную вену и проходит через печень. В печени воротная вена разветвляется на мелкие вены и капилляры, которые затем вновь соединяются в общий ствол печеночной вены, впадающей в нижнюю полую вену. Вся кровь органов брюшной полости до поступления в большой круг кровообращения протекает через две капиллярные сети: капилляры этих органов и капилляры печени. Воротная система печени играет большую роль. Она обеспечивает обезвреживание ядовитых веществ, которые образуются в толстом кишечнике при расщеплении невсосавшихся в тонком кишечнике аминокислот и всасываются слизистой толстой кишки в кровь. Печень, подобно всем остальным органам, получает и артериальную кровь через печеночную артерию, отходящую от брюшной артерии.

В почках также имеются две капиллярные сети: капиллярная сеть есть в каждом мальпигиевом клубочке, затем эти капилляры соединяются в артериальный сосуд, который вновь распадается на капилляры, оплетающие извитые канальцы.

Рис. Схема кровообращения

Особенностью кровообращения в печени и почках является замедление тока крови, обусловливающейся функцией этих органов.

Таблица 1. Отличие тока крови в большом и малом кругах кровообращения

Время кругооборота крови - время однократного прохождения частицы крови по большому и малому кругам сосудистой системы. Подробнее следующем разделе статьи.

Закономерности движения крови по сосудам

Основные принципы гемодинамики

Гемодинамика — это раздел физиологии, изучающий закономерности и механизмы движения крови по сосудам организма человека. При ее изучении используется терминология и учитываются законы гидродинамики — науки о движении жидкостей.

Скорость, с которой движется кровь но сосудам, зависит от двух факторов:

• от разности давления крови в начале и конце сосуда;
• от сопротивления, которое встречает жидкость на своем пути.

Разность давлений способствует движению жидкости: чем она больше, тем интенсивнее это движение. Сопротивление в сосудистой системе, уменьшающее скорость движения крови, зависит от ряда факторов:

• длины сосуда и его радиуса (чем больше длина и меньше радиус, тем больше сопротивление);
• вязкости крови (она в 5 раз больше вязкости воды);
• трения частиц крови о стенки сосудов и между собой.

Показатели гемодинамики

Скорость кровотока в сосудах осуществляется по законам гемодинамики, общим с законами гидродинамики. Скорость кровотока характеризуется тремя показателями: объемной скоростью кровотока, линейной скоростью кровотока и временем кругооборота крови.

Объемная скорость кровотока - количество крови, протекающее через поперечное сечение всех сосудов данного калибра за единицу времени.

Линейная скорость кровотока - скорость движения отдельной частицы крови вдоль сосуда за единицу времени. В центре сосуда линейная скорость максимальна, а около стенки сосуда минимальна вследствие повышенного трения.

Время кругооборота крови - время, в течение которого кровь проходит по большому и малому кругам кровообращения.В норме составляет 17-25 с. На прохождение через малый круг затрачивается около 1/5, а на прохождение через большой — 4/5 этого времени

Движущей силой кровотока но системе сосудов каждого из кругов кровообращения является разность давления крови (ΔР ) в начальном участке артериального русла (аорта для большого круга) и конечном участке венозного русла (полые вены и правое предсердие). Разность давления крови (ΔР ) в начале сосуда (Р1 ) и в конце его (Р2 ) является движущей силой тока крови через любой сосуд кровеносной системы. Сила градиента давления крови расходуется на преодоление сопротивления кровотоку (R ) в системе сосудов и в каждом отдельном сосуде. Чем выше градиент давления крови в кругу кровообращения или в отдельном сосуде, тем больше в них объемный кровоток.

Важнейшим показателем движения крови по сосудам является объемная скорость кровотока , или объемный кровоток (Q ), под которым понимают объем крови, протекающей через суммарное поперечное сечение сосудистого русла или сечение отдельного сосуда в единицу времени. Объемную скорость кровотока выражают в литрах на минуту (л/мин) или миллилитрах на минуту (мл/мин). Для оценки объемного кровотока через аорту или суммарное поперечное сечение любого другого уровня сосудов большого круга кровообращения используют понятие объемный системный кровоток. Поскольку за единицу времени (минуту) через аорту и другие сосуды большого круга кровообращения протекает весь объем крови, выброшенной левым желудочком за это время, синонимом понятия системный объемный кровоток является понятие (МОК). МОК взрослого человека в покое составляет 4-5 л/мин.

Различают также объемный кровоток в органе. В этом случае имеют в виду суммарный кровоток, протекающий за единицу времени через все приносящие артериальные или выносящие венозные сосуды органа.

Таким образом, объемный кровоток Q = (P1 — Р2) / R.

В этой формуле выражена суть основного закона гемодинамики, утверждающего, что количество крови, протекающей через суммарное поперечное сечение сосудистой системы или отдельного сосуда в единицу времени, прямо пропорционально разности давления крови в начале и в конце сосудистой системы (или сосуда) и обратно пропорционально сопротивлению току крови.

Суммарный (системный) минутный кровоток в большом круге рассчитывается с учетом величин среднего гидродинамического давления крови в начале аорты P1 , и в устье полых вен Р2. Поскольку в этом участке вен давление крови близко к 0 , то в выражение для расчета Q или МОК подставляется значение Р , равное среднему гидродинамическому артериальному давлению крови в начале аорты: Q (МОК) = P / R .

Одно из следствий основного закона гемодинамики — движущая сила тока крови в сосудистой системе — обусловлено давлением крови, создаваемым работой сердца. Подтверждением решающего значения величины давления крови для кровотока является пульсирующий характер тока крови на протяжении сердечного цикла. Во время систолы сердца, когда давление крови достигает максимального уровня, кровоток увеличивается, а во время диастолы, когда давление крови минимально, кровоток ослабляется.

По мере продвижения крови по сосудам от аорты к венам давление крови уменьшается и скорость его уменьшения пропорциональна сопротивлению кровотоку в сосудах. Особенно быстро снижается давление в артериолах и капиллярах, так как они обладают большим сопротивлением кровотоку, имея малый радиус, большую суммарную длину и многочисленные ветвления, создающие дополнительное препятствие кровотоку.

Сопротивление кровотоку, создаваемое во всем сосудистом русле большого круга кровообращения, называют общим периферическим сопротивлением (ОПС). Следовательно, в формуле для расчета объемного кровотока символ R можно заменить его аналогом — ОПС:

Q = P/ОПС.

Из этого выражения выводится ряд важных следствий, необходимых для понимания процессов кровообращения в организме, оценки результатов измерения кровяного давления и его отклонений. Факторы, влияющие на сопротивление сосуда, для тока жидкости, описываются законом Пуазейля, в соответствии с которым

где R — сопротивление; L — длина сосуда; η — вязкость крови; Π — число 3,14; r — радиус сосуда.

Из приведенного выражения вытекает, что поскольку числа 8 и Π являются постоянными, L у взрослого человека изменяется мало, то величина периферического сопротивления кровотоку определяется изменяющимися значениями радиуса сосудов r и вязкости крови η ).

Уже упоминалось о том, что радиус сосудов мышечного типа может быстро изменяться и оказывать существенное влияние на величину сопротивления кровотоку (отсюда их название — резистивные сосуды) и величину кровотока через органы и ткани. Поскольку сопротивление зависит от величины радиуса в 4-й степени, то даже небольшие колебания радиуса сосудов сильно сказываются на величинах сопротивления току крови и кровотока. Так, например, если радиус сосуда уменьшится с 2 до 1 мм, то сопротивление его увеличится в 16 раз и при неизменном градиенте давления кровоток в этом сосуде также уменьшится в 16 раз. Обратные изменения сопротивления будут наблюдаться при увеличении радиуса сосуда в 2 раза. При неизменном среднем гемодинамическом давлении кровоток в одном органе может увеличиваться, в другом — уменьшаться в зависимости от сокращения или расслабления гладкой мускулатуры приносящих артериальных сосудов и вен этого органа.

Вязкость крови зависит от содержания в крови числа эритроцитов (гематокрита), белка, липопротеинов в плазме крови, а также от агрегатного состояния крови. В нормальных условиях вязкость крови не изменяется столь быстро, как просвет сосудов. После кровопотери, при эритропении, гипопротеинемии вязкость крови понижается. При значительном эритроцитозе, лейкозах, повышенной агрегации эритроцитов и гиперкоагуляции вязкость крови способна существенно возрастать, что влечет за собой повышение сопротивления кровотоку, увеличение нагрузки на миокард и может сопровождаться нарушением кровотока в сосудах микроциркуляторного русла.

В устоявшемся режиме кровообращения объем крови, изгнанный левым желудочком и протекающий через поперечное сечение аорты, равен объему крови, протекающей через суммарное поперечное сечение сосудов любого другого участка большого круга кровообращения. Этот объем крови возвращается в правое предсердие и поступает в правый желудочек. Из него кровь изгоняется в малый круг кровообращения и затем через легочные вены возвращается в левое сердце. Поскольку МОК левого и правого желудочков одинаковы, а большой и малый круги кровообращения соединены последовательно, то объемная скорость кровотока в сосудистой системе остается одинаковой.

Однако во время изменения условий кровотока, например при переходе из горизонтального в вертикальное положение, когда сила тяжести вызывает временное накопление крови в венах нижней части туловища и ног, на короткое время МОК левого и правого желудочков могут стать различными. Вскоре внутрисердечные и экстракардиальные механизмы регуляции работы сердца выравнивают объемы кровотока через малый и большой круги кровообращения.

При резком уменьшении венозного возврата крови к сердцу, вызывающем уменьшение ударного объема, может понизиться артериальное давление крови. При выраженном его снижении может уменьшиться приток крови к головному мозгу. Этим объясняется ощущение головокружения, которое может наступить при резком переходе человека из горизонтального в вертикальное положение.

Объем и линейная скорость токи крови в сосудах

Общий объем крови в сосудистой системе является важным гомеостатическим показателем. Средняя величина его составляет для женщин 6-7%, для мужчин 7-8% от массы тела и находится в пределах 4-6 л; 80-85% крови из этого объема — в сосудах большого круга кровообращения, около 10% — в сосудах малого круга кровообращения и около 7% — в полостях сердца.

Больше всего крови содержится в венах (около 75%) — это указывает на их роль в депонировании крови как в большом, так и в малом кругу кровообращения.

Движение крови в сосудах характеризуется не только объемной, но и линейной скоростью кровотока. Под ней понимают расстояние, на которое перемещается частичка крови за единицу времени.

Между объемной и линейной скоростью кровотока существует взаимосвязь, описываемая следующим выражением:

V = Q/Пr 2

где V — линейная скорость кровотока, мм/с, см/с; Q - объемная скорость кровотока; П — число, равное 3,14; r — радиус сосуда. Величина Пr 2 отражает площадь поперечного сечения сосуда.

Рис. 1. Изменения давления крови, линейной скорости кровотока и площади поперечного сечения в различных участках сосудистой системы

Рис. 2. Гидродинамические характеристики сосудистого русла

Из выражения зависимости величины линейной скорости от объемной в сосудах кровеносной системы видно, что линейная скорость кровотока (рис. 1.) пропорциональна объемному кровотоку через сосуд(ы) и обратно пропорциональна площади поперечного сечения этого сосуда(ов). Например, в аорте, имеющей наименьшую площадь поперечного сечения в большом круге кровообращения (3-4 см 2), линейная скорость движения крови наибольшая и составляет в покое около 20- 30 см/с . При физической нагрузке она может возрасти в 4-5 раз.

По направлению к капиллярам суммарный поперечный просвет сосудов увеличивается и, следовательно, линейная скорость кровотока в артериях и артериолах уменьшается. В капиллярных сосудах, суммарная площадь поперечного сечения которых больше, чем в любом другом отделе сосудов большого круга (в 500-600 раз больше поперечного сечения аорты), линейная скорость кровотока становится минимальной (менее 1 мм/с). Медленный ток крови в капиллярах создает наилучшие условия для протекания обменных процессов между кровью и тканями. В венах линейная скорость кровотока увеличивается в связи с уменьшением площади их суммарного поперечного сечения по мере приближения к сердцу. В устье полых вен она составляет 10-20 см/с, а при нагрузках возрастает до 50 см/с.

Линейная скорость движения плазмы и зависит не только от типа сосуда, но и от их расположения в потоке крови. Различают ламинарный тип течения крови, при котором ноток крови можно условно разделить на слои. При этом линейная скорость движения слоев крови (преимущественно плазмы), близких или прилежащих к стенке сосуда, — наименьшая, а слоев в центре потока — наибольшая. Между эндотелием сосудов и пристеночными слоями крови возникают силы трения, создающие на эндотелии сосудов сдвиговые напряжения. Эти напряжения играют роль в выработке эндотелием сосудоактивных факторов, регулирующих просвет сосудов и скорость кровотока.

Эритроциты в сосудах (за исключением капилляров) располагаются преимущественно в центральной части потока крови и движутся в нем с относительно высокой скоростью. Лейкоциты, наоборот, располагаются преимущественно в пристеночных слоях потока крови и совершают катящиеся движения с небольшой скоростью. Это позволяет им связываться с рецепторами адгезии в местах механического или воспалительного повреждения эндотелия, прилипать к стенке сосуда и мигрировать в ткани для выполнения защитных функций.

При существенном увеличении линейной скорости движения крови в суженной части сосудов, в местах отхождения от сосуда его ветвей ламинарный характер движения крови может сменяться на турбулентный. При этом в потоке крови может нарушиться послойность перемещения ее частиц, между стенкой сосуда и кровью могут возникать большие силы трения и сдвиговых напряжений, чем при ламинарном движении. Развиваются вихревые потоки крови, возрастает вероятность повреждения эндотелия и отложения холестерина и других веществ в интиму стенки сосуда. Это способно привести к механическому нарушению структуры сосудистой стенки и инициированию развития пристеночных тромбов.

Время полного кругооборота крови, т.е. возврата частицы крови в левый желудочек после ее выброса и прохождения через большой и малый круги кровообращения, составляет в покос 20-25 с, или примерно через 27 систол желудочков сердца. Приблизительно четверть этого времени затрачивается на перемещение крови по сосудам малого круга и три четверти — по сосудам большого круга кровообращения.