Prędkość fali pulsacyjnej

Prędkość fali pulsacyjnej
Zamiar	Do pomiaru sztywności tętnic

Prędkość fali tętna ( PWV ) to prędkość , z jaką impuls ciśnienia krwi rozchodzi się w układzie krążenia , zwykle w tętnicy lub łącznej długości tętnic. PWV jest stosowany klinicznie jako miara sztywności tętnic i można go łatwo zmierzyć nieinwazyjnie u ludzi, przy czym zalecaną metodą jest pomiar PWV tętnicy szyjnej do kości udowej (cfPWV). cfPWV jest wysoce powtarzalny i pozwala przewidzieć przyszłe zdarzenia sercowo-naczyniowe i śmiertelność ze wszystkich przyczyn niezależny od konwencjonalnych czynników ryzyka sercowo-naczyniowego . Zostało ono uznane przez Europejskie Towarzystwo ds. Nadciśnienia Tętniczego jako wskaźnik uszkodzenia narządów docelowych i przydatny dodatkowy test w diagnostyce nadciśnienia .

Związek ze sztywnością tętnic

Teoria prędkości przenoszenia impulsu przez krążenie sięga 1808 roku wraz z pracą Thomasa Younga . Zależność między prędkością fali tętna (PWV) a sztywnością ścian tętnic można wyprowadzić z drugiej zasady ruchu Newtona ( ) przyłożonej do małego elementu płynu, gdzie siła działająca na element jest równa ${\ displaystyle F = ma}$ iloczyn gęstości (masa na jednostkę objętości ; $przyspieszenia$ i . Podejście do obliczania PWV jest podobne do obliczania prędkości ${\ displaystyle {c_ {0}}}$ w ściśliwym płynie ( np. Powietrze ): do

${\ Displaystyle c_ {0} = {\ sqrt {\ Frac {B} {\ rho}}}$ }

gdzie jest modułem objętościowym $gęstością$$.$ jest płynu

Równanie Franka/Bramwella-Hilla

W przypadku nieściśliwego płynu ( krew ) w ściśliwej (elastycznej) rurce (np. tętnicy):

${\ Displaystyle PWV = {\ sqrt {\ Frac {V \ cdot dP} {\ rho \ cdot dV}}}$ }

gdzie $_$ objętość na jednostkę długości , a $ciśnienie$ . _ Jest to równanie wyprowadzone przez Otto Franka , Johna Crightona Bramwella i Archibalda Hilla .

Alternatywne formy tego równania to:

${\ Displaystyle PWV = {\ sqrt {\ Frac {r \ cdot dP} {\ rho \ cdot 2 \ cdot dr}}}}$ lub ${\ Displaystyle PWV = {\ Frac {1} {\ sqrt {\ rho \ cdot D}}}$ }

gdzie jest promieniem $rurki$ a $rozciągliwością$ . _ _

Równanie Moensa – Kortewega

Moensa – Kortewega :

${\ Displaystyle \ operatorname {PWV} = {\ sqrt {\ dfrac {E _ {\ operatorname {inc}} \ cdot h} {2 \ cdot r \ cdot \rho }}}}$ ,

charakteryzuje PWV pod względem przyrostowego modułu $,$$ściany$ naczynia . Zostało ono wyprowadzone niezależnie przez Adriaana Isebree Moensa i Diederika Kortewega i jest równoważne równaniu Franka/Bramwella Hilla:

Równania te zakładają, że:

1. w obszarze statku nie ma żadnych zmian lub są one niewielkie.
2. występuje niewielka lub żadna zmiana w grubości ścianki.
3. zmiana gęstości jest niewielka lub żadna (tzn. zakłada się, że krew jest nieściśliwa).
4. ${\ displaystyle \ nazwa operatora {d} \! v (\ nazwa operatora {d} \! r ^ {-1}) \ nazwa operatora {d} \! x \ cdot \ nazwa operatora {d} \!t}$ jest nieistotna.

Zmiany w układzie krążenia

Ponieważ grubość ścianki, promień i przyrostowy moduł sprężystości różnią się w zależności od naczynia krwionośnego, PWV będzie się również różnić w zależności od naczynia. Większość pomiarów PWV przedstawia średnią prędkość w kilku naczyniach (np. od tętnicy szyjnej do tętnicy udowej ).

Zależność od ciśnienia krwi

PWV samoistnie zmienia się wraz z ciśnieniem krwi. PWV wzrasta wraz z ciśnieniem z dwóch powodów:

1. Podatność tętnic ( ) zmniejsza się wraz $.$ na krzywoliniową zależność między ciśnieniem tętniczym
2. $)$ ( wzrasta wraz ze wzrostem ciśnienia (tętnica rozszerza się), bezpośrednio zwiększając PWV.

Podejścia eksperymentalne stosowane do pomiaru prędkości fali tętna

Do pomiaru PWV można zastosować szereg inwazyjnych i nieinwazyjnych metod. Oto niektóre ogólne podejścia:

Wykorzystanie dwóch jednocześnie zmierzonych przebiegów ciśnienia

PWV z definicji to odległość przebyta ( ) przez falę tętna podzielona przez czas ( ) przebycia tej odległości przez falę: $Δ$$Delta x}$

${\ Displaystyle \ operatorname {PWV} = {\ dfrac {\ Delta x} {\ Delta t}}$ }

w praktyce podejście to komplikuje istnienie fal odbitych. Powszechnie przyjmuje się, że odbicia są minimalne podczas późnego rozkurczu i wczesnego skurczu . Przy takim założeniu PWV można zmierzyć stosując „stopę” przebiegu ciśnienia jako znacznik odniesienia z pomiarów inwazyjnych lub nieinwazyjnych; czas przejścia odpowiada opóźnieniu dotarcia stopy pomiędzy dwoma miejscami oddalonymi od siebie o znanej odległości. Zlokalizowanie podstawy przebiegu ciśnienia może być problematyczne. Zaletą pomiaru PWV od stopy do stopy jest prostota pomiaru, wymagająca jedynie dwóch form fali ciśnienia zarejestrowanych za pomocą cewników inwazyjnych lub nieinwazyjnego przy użyciu urządzeń do detekcji pulsu przykładanych do skóry w dwóch miejscach pomiaru oraz taśmy mierniczej.

Używając ciśnienia i objętości lub ciśnienia i średnicy

Opiera się to na metodzie opisanej przez Bramwella i Hilla, którzy zaproponowali modyfikacje równania Moensa-Kortwega. Cytując bezpośrednio, modyfikacje te były następujące:

$delta$ niewielki wzrost $displaystyle$ niewielki wzrost, w promieniu $tętnicy$ niewielki wzrost, $,$ w swojej własnej objętości $jednostkę$ długości. Stąd $\ Displaystyle 2y / Ec = \ nazwa operatora {d} \! V / (V \ nazwa operatora {d} \! P)}$ "

gdzie oznacza grubość ścianki (zdefiniowaną jako $r}$$)$ , $\$ sprężystości i promień naczynia (określony $jako$$c$$displaystyle$ powyżej). Pozwala to na obliczenie lokalnego PWV w kategoriach ${\ Displaystyle {\ sqrt {V \ cdot dP / (\ rho \ cdot dV)}}$ } ${\ displaystyle {\ sqrt {r \ cdot dP / \ rho \ cdot 2 \ cdot dr}}}$ , jak szczegółowo opisano powyżej, i zapewnia alternatywną metodę pomiaru PWV, jeśli ciśnienie i mierzy się wymiary tętnic, na przykład za pomocą ultradźwięków lub rezonansu magnetycznego (MRI) .

Wykorzystując prędkość przepływu ciśnienie, zależności ciśnienie-przepływ objętościowy lub impedancję charakterystyczną

Równanie uderzenia wodnego wyrażone w postaci ciśnienia i prędkości przepływu, ciśnienia i przepływu objętościowego lub impedancji charakterystycznej można wykorzystać do obliczenia lokalnego PWV:

${\ Displaystyle \ operatorname {PWV} = P / \ lewo (v \ cdot \ rho \ prawo) = P /Q\cdot A/\rho =Z_{\mathrm {c} }\cdot A/\rho }$ ,

gdzie to prędkość, ${\$$displaystyle Q}$ to przepływ objętościowy , impedancja charakterystyczna i pole przekroju poprzecznego $do {\ displaystyle Z$${c}}}$ statku. To podejście jest prawidłowe tylko wtedy, gdy odbicia fal są nieobecne lub są minimalne, zakłada się, że ma to miejsce w przypadku wczesnego skurczu.

Wykorzystanie zależności średnica-prędkość przepływu

Metoda pokrewna metodzie ciśnienie-prędkość przepływu wykorzystuje średnicę naczynia i prędkość przepływu do określenia lokalnego PWV. Opiera się również na równaniu młota wodnego:

${\ Displaystyle dP _ {\ pm} = \ pm \ rho \ cdot PWV \ cdot dv_ {\ pm}$ }

i od

${\ Displaystyle dP_ {+} + dP_ {-} = {\ Frac {2 \ cdot \ rho \ cdot PWV^{2}}{S}}\cdot (dS_{+}+dS_{-})}$ ,

gdzie $jest$ ; Następnie:

${\ Displaystyle PWV = {\ Frac {S} {2}} \ cdot {\ Frac {(dv_ {+ }+dv_{-})}{(dS_{+}+dS_{-})}}}$ ,

lub przy użyciu przyrostowego naprężenia obręczy, ${\ displaystyle dS / S = d \ ln S$ }

$}$ można wyrazić w kategoriach i ${\ displaystyle v$

${\ Displaystyle PWV = \ pm {\ Frac {1} {2}} \ cdot {\ Frac {dv_ {\ pm}} {d \ ln S_ {\pm }}}}$ ,

dlatego wykreślenie $obliczyć$ daje „pętlę lnDU”, a część liniową podczas wczesnego skurczu, gdy zakłada się, że fale odbite są minimalne, $PWV$ .

Pomiar kliniczny

Metody kliniczne

Klinicznie PWV można mierzyć na kilka sposobów i w różnych miejscach. „Złotym standardem” oceny sztywności tętnic w praktyce klinicznej jest cfPWV i zaproponowano wytyczne dotyczące walidacji. Popularne są również inne miary, takie jak PWV stawu ramiennego i wskaźnik naczyniowy układu sercowo-kostkowego (CAVI). W przypadku cfPWV zaleca się, aby czas dotarcia fali tętna mierzono jednocześnie w obu lokalizacjach, a odległość przebytą przez falę tętna obliczano jako 80% bezpośredniej odległości pomiędzy tętnicą szyjną wspólną w szyi a tętnicą udową w pachwina. Istnieje wiele urządzeń do pomiaru cfPWV; niektóre techniki obejmują:

• zastosowanie przetwornika do rejestracji czasu nadejścia fali tętna do tętnicy szyjnej i udowej.
• stosowanie mankietów zakładanych na kończyny i szyję w celu oscylometrycznego rejestrowania czasu nadejścia fali tętna.
• wykorzystanie ultrasonografii Dopplera lub rezonansu magnetycznego do rejestracji czasu nadejścia fali tętna na podstawie przebiegu prędkości przepływu.

Opisano nowsze urządzenia wykorzystujące mankiet, czujniki na opuszku palca lub specjalne wagi, ale ich użyteczność kliniczna nie została w pełni ustalona.

Interpretacja

Aktualne wytyczne Europejskiego Towarzystwa Nadciśnienia Tętniczego stanowią, że zmierzoną wartość PWV większą niż 10 m/s można uznać za niezależny marker uszkodzenia narządów końcowych. Dyskutuje się jednak nad zastosowaniem stałej wartości progowej PWV, ponieważ PWV zależy od ciśnienia krwi. Wysoka prędkość fali tętna (PWV) jest również powiązana ze słabą funkcją płuc.

Zobacz też

• Sztywność tętnicza
• Ciśnienie krwi
• Zgodność (fizjologia)