Коливання артеріального тиску - динаміка серцево-судинної системи

Основною функцією артеріальної системи є прийом наступних один за одним порцій крові, викинутих серцем, і перетворення цього пульсуючого потоку в щодо рівномірний відтік через периферичні резистентні судини в капілярну сітку. Важливу роль у визначенні характеру течії крові по довгих артеріальним каналам (з мінімальною втратою тиску і з прогресуючим гасінням виражених коливань тиску в периферичних судинах) грають геометрія судинного ложа і вязкоеластіческіе властивості стінок артерій.
З початком вигнання крові з шлуночків кров втікає в аорту швидше, ніж вона встигає витікати в артеріоли. Інерція довгих стовпів крові в артеріях протидіє прискоренню. Вигнана з лівого шлуночка кров накопичується в початковому відрізку аорти (рис. 5.3, А), збільшуючи напругу стінок цього відрізка. Підвищені тиск і напруга стінок цибулини аорти змушують кров переходити в сусідній сегмент аорти, який внаслідок цього розтягується і в його стінках розвивається підвищена напруга. Таким чином, хвиля підвищеного тиску швидко просувається по аорті вниз зі швидкістю, обумовленою еластичністю стінок і тиском крові (рис. 5.3, Б).
Під час іншої частини систоли швидкість вигнання крові з шлуночків зменшується і тиск в цибулині аорти падає. Тиск в шлуночку швидко падає нижче рівня артеріального тиску і аортальні клапани закриваються.

систолічний тиск

Максимальна систолічний тиск в аорті залежить від ударного об`єму лівого шлуночка, максимальної швидкості вигнання і розтяжності стінок аорти. Повільне вигнання невеликого ударного обсягу в легко розтяжну аорту, наприклад, викликає невеликий підйом систолічного тиску. Швидке вигнання великого об`єму рідини в нееластичну трубку викликає велике піднесення систолічного тиску (це буває при вигнанні нормального ударного обсягу з нормальною швидкістю, але в нееластичну склеротичну артерію). Помітного прискорення вигнання крові шлуночком, що виникає при стимуляції симпатичних нервів, супроводжує також помітне збільшення систолічного тиску в аорті (див. Рис. 3.16 і 3.30).

діастолічний тиск

Після завершення систоли шлуночка артеріальні клапани закриваються ретроградної хвилею крові, що на запису тиску відображається у вигляді дикротичної хвилі (рис. 5.4). Після закривання аортальних клапанів кров витікає з аорти через міріади периферичних судинних сплетінь і артеріальний тиск поступово падає. Швидкість падіння діастолічного тиску визначається величиною тиску в кінці систоли, швидкістю відтоку крові через периферичні резистивні судини і тривалістю діастоли. Нелі б наступна систола запізнилася на 3-4 с, то артеріальний тиск продовжувало б падати, наближаючись асимптотично до рівня, рівного приблизно 10мм рт. ст. Величина мінімального діастолічного тиску визначається в першу чергу загальним периферичним опором і частотою серцевих скорочень (див. Рис. 5.4). Пульсовий тиск (максимальне систолічний тиск мінус мінімальне діастолічний тиск) зростає за рахунок факторів, що збільшують систолічний і зменшують діастолічний тиск.

Зміна форми пульсової хвилі при поширенні її по судинах

Під час поширення хвилі артеріального пульсу по артеріального древу форма пульсової хвилі змінюється (див. Рис. 5.3 і 5.4). Систолическая хвиля стає помітно вище і гостріше і падає різко-градуально зниження діастолічного тиску в центральних артеріях замінюється рядом згасаючих осциляцій. Ці зміни форми пульсової хвилі пояснювалися по різному: а) відображенням хвилі тиску від периферії або від абдомінальних розгалужень аорти;

МАЛ. 5.4. ФАКТОРИ, ЩО ВПЛИВАЮТЬ НА ВЕЛИЧИНУ систолічного і діастолічного АРТЕРІАЛЬНОГО ТИСКУ.

б) загасанням її по ходу распространенія- в) резонуючій частотою і коефіцієнтом демпфірування артеріальними стінками і г) демпфірованного усталеними осцилляциями [1]. Хоча пряма причина цього явища остаточно не встановлена, відомо, що пульсовий тиск по ходу великих гілок артеріального древа прогресивно наростає, так що максимальне систолічний тиск в стегнових або плечових артеріях стає на 15-20 мм рт. ст. вище, ніж в центральній аорті.
Важливо розуміти, що приріст систолічного тиску поряд з приростом пульсового і середнього тиску може відбутися без зміни периферичного опору за допомогою трьох механізмів:
а) збільшення ударного об`єму-
б) збільшення швидкості вигнання і
в) зменшення розтяжності артерії. Значення цих факторів може зрости внаслідок спотворення форми пульсової хвилі під час поширення її до місця вимірювання на плечовій артерії.
У розділі II описані різні методи і прилади для визначення тиску крові. Ці методи розроблені в основному в спеціалізованих діагностичних лабораторіях під час інтенсивного лікування хворих, що знаходяться в критичному стані, або з метою експериментального дослідження тварин і людей. Найбільш поширеним клінічним методом вимірювання артеріального тиску залишається поки метод з накладенням пневматичної манжети на плече вище ліктя.
Сфігмоманометр- стандартне вимірювання артеріального тиску
Так як пульсові хвилі швидко поширюються по артеріальній системі і зазнають різні зміни, то артеріальний тиск в різних ділянках артеріального русла в різні моменти теж має різні значення.
Коливання артеріального тиску визначаються найбільш точно за допомогою внутрішньоартеріального голок, з`єднаних з відповідними системами запису тиску (див. Главу II). Для реєстрації хвилі в такому вигляді, як вона проявляється в артерії, швидкість протягання паперу в записуючого пристрою повинна дорівнювати швидкості проходження пульсової хвилі в місці введення голки (див. Рис. 5.3, Б). Так як це практично неможливо, то запис зазвичай ведеться при значно меншій швидкості руху паперу і пульсові хвилі записуються стиснутими в часі (рис. 5.5).
Зазвичай артеріальний тиск крові вимірюється за допомогою сфигмоманометра, манжетка якого складається з гумового мішечка, укладеного в нееластичний конверт. Гумовий мішечок з`єднується за допомогою трубки з гумовою грушею і приладом, безперервно реєструє величину тиску в манжеті (наприклад, ртутним манометром, зображеному на рис.

1. .  При щільно прилягає до плеча манжетке наповнення її повітрям здавлює тканини під нею. Якщо тиск в манжеті перевищує максимальне систолічний тиск в артерії, остання стискається і пульсова хвиля на артерії нижче місця положення манжетки не визначається. При поступовому зниженні тиску в манжеті настане момент, коли систолічний тиск виявляється трохи нижче тиску в оточуючих тканинах і манжетке (див. Рис.

1. . На цьому рівні пульс стає пальпованою і показники манометра дорівнюють величині систолічного тиску в артерії. Струмінь крові, яка прорвалася в артерію з-під манжети, додає прискорення стовпа крові в периферичної артерії, внаслідок чого виникають турбулентний потік крові і певні звуки (тони Короткова), які можуть бути схоплені за допомогою стетоскопа, прикладеного до артерії у нижнього краю манжети. При подальшому зниженні тиску в манжеті відповідно збільшується розрив між систолічним тиском і тиском в манжеті і артерія буде прохідна на більший час. Кількість крові, що проходить під манжетою, також збільшується. Коли тиск в манжеті падає нижче мінімального тиску крові в артерії, остання буде постійно прохідна і тони заглушуються, тому що кров тече постійно і ступінь прискорення її струму різко падає. При подальшому зниженні тиску в манжеті тони зникають, так як відновлюється ламінарний плин крові.

МАЛ. 5.5. Сфігмоманометри.
У момент, коли тиск в манжеті сфигмоманометра стає вище артеріального тиску крові, артерії під манжетою стискаються і пульс на зап`ясті перестає прощупується. При градуально зниженні тиску в манжеті настає момент, коли максимальне систолічний тиск перевищує тиск в манжеті і кров спрямовується в розташовані нижче манжетки артерії, внаслідок чого на зап`ясті знову прощупується пульс. Різке підвищення швидкості течії крові в артерії нижче манжети викликає вібрацію, яку було чути через стетоскоп. Тиск, що реєструється ртутним манометром в момент виникнення чутного або прощупується пульсу, дорівнює систолі тиску. При подальшому зниженні тиску в манжеті інтенсивність звуків зростає і потім раптово не чути в момент досягнення діастолічного тиску, після чого просвіт артерій залишається незмінним на весь час проходження пульссвой хвилі. При подальшому зниженні тиску в манжеті відновлюється ламінарний плин крові і звуки припиняються зовсім.

Походження тонів Короткова. В оригінальній статті Короткова описані два типи звукових явищ, вислуховуються на плечовій артерії при зниженні тиску в манжеті. Перші так звані короткі тони виникають, коли під манжетою проходить тільки частина пульсової хвилі. З подальшим падінням тиску з`являються «систолічний шуми здавлення», які далі переходять у «вторинні тони». Експериментальний аналіз механізму виникнення цих тонів [3J показав, що перші «короткі» або «стукають» тони залежать від змінних прискорення, що виникають внаслідок різкого розтягування артеріальної стінки під час проходження порції крові в дистальну артерію. «Звук здавлення», мабуть, викликається завихреннями струму дистальніше здавленого сегмента артерії. Критерії величини артеріального тиску виявили виражену залежність від появи змінних прискорення (систолічний тиск) і їх зникнення, що виражається в характерному приглушені звукових явищ (діастолічний тиск).

МАЛ. 5.6. ВПЛИВ ТИСКУ У манжетку НА ТКАНИНИ плеча.
А. Якщо манжета сфігмоманомегра має достатню порівняно з діаметром плеча ширину і накладена правильно, то тиск в тканинах, що оточують глибокі артерії під манжетою, дорівнює тиску в манжеті. Під краями манжети тиск все ж не робить дії на таку глибину, як під середньою частиною манжетки.
Б. Якщо манжета занадто вузька але порівняно з діаметром плеча, тиск її не передається на центральну частину кінцівки. За таких умов
тиск в манжеті в момент повного здавлення артерії має набагато перевищувати артеріальний тиск, і на ртутному манометрі фіксуються помилково високі значення систолічного і діастолічного тиску.
В. Якщо манжета достатньої ширини накладається занадто вільно, то вона округлюється раніше, ніж її тиск передається на тканини, і виникають такого ж роду помилки, як при застосуванні занадто вузькою манжетки.
Джерело помилок, що виникають при вимірюванні артеріального тиску. Неакуратний підбір або накладення манжети сфигмоманометра є причиною значних помилок у визначенні величин артеріального тиску [4, 5]. Тиск, що розвивається в гумовій манжеті, передається тканинам, особливо під центральною її частиною. Якщо манжета досить широка і накладена акуратно, показання манометра відповідають тиску, що чиниться манжеткой на тканини, безпосередньо навколишні артерію (рис. 5.6, А). Якщо ж плече виявиться занадто товстим в порівнянні з шириною манжети, тиск близько артерій може виявитися значно нижче, ніж в гумовій манжеті (рис. 5.6, Б).
В таких умовах тиск в манжеті в момент стиснення артерії має бути більше, ніж справжнє тиск в артерії в цей момент. Таким чином, значення систолічного (і діастолічного) тиску будуть завищені. Якщо гумова манжета надіта недостатньо щільно (рис. 5.6, В), то вона надувається перш, ніж здавлює тканини, це значно зменшує площу контакту і ситуація відповідає такий при занадто вузькою манжетке.

МАЛ. 5.7. Визначення середньої АРТЕРІАЛЬНОГО ТИСКУ.
При систолічному тиску, рівному 120 мм рт. ст., і діастолічного тиску, рівному 80 мм рт. ст., середній тиск дорівнює 100 мм рт. ст. Якби хвиля артеріального пульсу (одна хвиля) була симетричною, то величина середнього тиску характеризувала б середню перфузіоіное тиск. Однак інтервал, під час якого артеріальний тиск буває нижче 100 мм рт. ст .. довше інтервалу, під час якого воно перевищує цей рівень, так що функціональне середній тиск буває менше 100 мм рт. ст. Функціональне середній тиск визначається шляхом ділення величини площі затіненого ділянки (42 см2) на його горизонтальний розмір (L = 7 см) з метою визначення висоти прямокутника, що має таку ж площу (Н = 6 см). Величина функціонального середнього тиску буває вище діастолічного тиску приблизно на / з пульсового тиску, але такий розрахунок не можна застосовувати, якщо пульсові хвилі мають неоднакові контури, т. Е. При зміні частоти серцебиття.

Випадання тонів. У деяких пацієнтів спостерігається випадання тонів, вислуховуються на артерії нижче місця здавлення манжеткой, на досить тривалий проміжок часу між систолічним і діастолічним тиском. Якщо при підвищенні тиску в манжеті обмежуватися межами випадання тонів, то нижня межа цієї зони може помилково фіксуватися як нормальне систолічний тиск, яке насправді має значно більшу величину. Так як пульсова хвиля під час випадання тонів присутній, це джерело помилок може бути виключений при вимірюванні систолічного тиску обома методами - аускультаторной і пальпаторним (див. Рис. 5.5).
Середній артеріальний тиск. У зв`язку з тим що кожен цикл серцевої діяльності супроводжується коливаннями артеріального тиску, в клінічних і експериментальних спостереженнях часто відзначається середній артеріальний тиск. Арифметичне середнє систолічного і діастолічного тиску могло б служити точним вираженням середнього артеріального тиску в разі, якби артеріальна пульсова хвиля мала вигляд симетричною синусоїди. Однак артеріальна пульсова хвиля значно відрізняється від синусоїди і арифметична середня систолічного і діастолічного тиску не є точним вираженням середнього тиску. Істинне середній артеріальний тиск може бути визначено при заспокоєнні коливань або при інтеграції коливань тиску артеріальної пульсової хвилі. Коливання артеріального тиску відповідають верхньому зубчастому краю заштрихованого ділянки, обмеженої знизу нульовою лінією, з боків - перпендикулярними лініями, опущеними на неї з відповідних точок на кривій записи тиску. Якщо за допомогою планіметрії визначити площу цієї ділянки і розділити отриману величину на довжину горизонтальної базової лінії (рис. 5.7, лінія L), то отримана таким чином величина дорівнює вертикальному відстані між нульовою лінією (рис. 5.7, лінія Н) і рівнем середнього артеріального тиску . Визначена таким способом величина середнього артеріального тиску розташовується зазвичай на одній третині відстані від рівня діастолічного тиску до величини систолічного тиску, але може варіювати в залежності від конфігурації пульсової хвилі.