13. Пульсовые волны, зависимость их скорости распространения от параметров сосуда. Методы определения скорости кровотока.

Распространяющуюся по аорте и артериям волну повышенного давления, вызванную выбросом крови из левого желудочка в период систолы, называют пульсовой волной.

Пульсовая волна распространяется со скоростью 5—10 м/с и даже более. Следовательно, за время систолы (около 0,3 с) она должна распространиться на расстояние 1,5—3 м, что больше расстояния от сердца к конечностям. Это означает, что фронт пульсовой волны достигнет конечностей раньше, чем начнется спад давления в аорте.

Ультразвуковой метод (ультразвуковаярасходометрия). Метод основан на эффекте Доплера .Эффект Доплера - это изменение частоты волн, воспринимаемых наблюдателем (приёмником волн), вследствие относительного движения источника и наблюдателя. От генератора электрических колебаний УЗ-частоты сигнал поступает на излучатель УЗ и на устройство сравнения частот. УЗ-волна проникает в кровеносный сосуд и отражается от движущихся эритроцитов. Отраженная УЗ-волна попадает в приемник , где преобразуется в электрическое колебание и усиливается. Усиленное электрическое колебание попадает в устройство сравнения частот. Здесь сравниваются колебания, соответствующие падающей и отраженной волнам, и выделяется доплеровский сдвиг частоты в виде электрического колебания: U=U_0*cos2πν_д*t. Из формулы можно определить скорость эритроцитов:

υ_0 = (υ/2)*(ν_д* ν_г)

В крупных сосудах скорость эритроцитов различна в зависимости от их расположения относительно оси: «приосевые» эритроциты движутся с большей скоростью, а «пристеночные» — с меньшей.УЗ-волна может отражаться от разных эритроцитов, поэтому доплеровский сдвиг получается не в виде одной частоты, а как интервал частот. Таким образом, эффект Доплера позволяет определять не только среднюю скорость кровотока, но и скорость движения различных слоев крови. Электромагнитный метод (электромагнитнаярасходометрия)- метод измерения скорости кровотока основан на отклонии движущихся зарядов в магнитном поле.

Дело в том, что кровь, будучи электрически нейтральной системой, состоит  из положительных и отрицательных ионов. Следовательно, движущаяся кровь является потоком заряженных частиц, которые перемещаются со скоростью υ_кр. На движущийся электрический заряд q в магнитном поле с индукцией В действует сила

F = q*υкр*B. Если заряд отрицательный, то сила направлена противоположно векторному произведению υ_кр*В. Cилы, действующие со стороны магнитного поля на разноименные заряды, направлены в противололожные стороны. Около одной стенки кровеносного сосуда преобладает положительный заряд, около другой — отрицательный. Перераспределение зарядов по сечению сосуда вызовет появление электрического поля. Это физическое явление называется эффектом Холла. Напряжение U_x (холловское напряжение) зависит от скорости υ движения ионов, т.е. от скорости крови. Таким образом, измеряя это напряжение, можно определить и скорость кровотока. Зная сечение S сосуда, нетрудно вычислить объемную скорость кровотока (м^3/с): Q = υ_кр*S

Практически удобнее в этом методе использовать переменное магнитное поле. Это приводит к возникновению переменного холловского напряжения U_x, которое затем усиливается и измеряется.