5; Профіль d; кровотік; УЗД; УЗД; Доплерівський
Профіль кровотоку
1 - Спектральний аналіз та профіль потоку
У посудині, як і в будь-якій протоці, кровотік може приймати різні форми, залежно від швидкості кровообігу (сам залежить від опору кровообігу нижче за течією), умов систолічного викиду (залежно від кінетики шлуночків, що залишився), в'язкості крові, а також геометрія посудини та її стінки.
В "нормальних" умовах потік є ламінарним, і тому складається з концентричних листів рідини, що ковзають один над одним. Отже, максимальна швидкість стосується пластинок рідини, розташованих навколо осі посудини, тоді як периферійні пластинки, стикаючись зі стінкою, мають найнижчу швидкість потоку. Розподіл швидкостей потоку по судині, або "профіль потоку", як правило, параболічний, але профіль, як правило, стає рівним (усі рідинні листи з однаковою швидкістю протікають по більшій частині тіла. Просвіт судин) за певних обставин, головним чином, що стосується артерій, у фазі систолічного прискорення (нахил систолічного піку вгору) (рис. 29).
Профіль потоку може залишатися рівним у судинах великого діаметру протягом більшої частини серцевого циклу.
Він деформований і більш-менш складний на рівні гілок і роздвоєнь.
Малюнок 29: У більшості великих та середніх артерій профіль потоку є рівним під час фази систолічного прискорення та параболічним протягом решти систоли та всієї діастоли. Спектральний аналіз у режимі реального часу показує скупчення енергії на верхній оболонці сліду на висхідному схилі систолічного піку (окреслюючи те, що зазвичай називають "систолічним темним вікном"), і його ширший розподіл, зверху до нижній частині спектра, протягом решти серцевого циклу.
Як ми бачили вище, спектральний аналіз допплерівського сигналу в режимі реального часу враховує профіль потоку в досліджуваному посудині, оскільки яскравість точок, показаних на сонограмі, пропорційна потужності сигналу для кожного. кількість дифузорів (еритроцитів), що рухаються з відповідною швидкістю.
Таким чином, плоский профіль потоку призведе до вузької високоглянцевої лінії, що промальовує верхню оболонку сонограми, тоді як параболічний профіль представлений рівномірним розподілом блиску по висоті сонограми. У випадку з параболічним профілем насправді ми бачимо, що кількість еритроцитів, що рухаються з кожною швидкістю, однакове.
На середньокаліберній артерії в нормальних умовах профіль рівний під час фази систолічного прискорення і, як правило, знову стає параболічним протягом решти серцевого циклу, особливо діастоли. Таким чином, яскравість, згрупована на верхній оболонці сонограми вздовж схилу систолічного піку вгору, утворює під цим піком темну зону, яку зазвичай називають «систолічним темним вікном», що характеризує нормальний потік, наприклад на внутрішня сонна (рис. 29).
І навпаки, зникнення (заповнення) цього темного систолічного вікна може бути одним з перших ознак стенозу за доплерівським сигналом.
2 - Стеноз і профіль потоку
Коли стриктура виникає, вона виробляє місцеві (прямі ознаки) та глобальні (непрямі ознаки) зміни в кровотоці (рис. 30). непрямі ознаки, вище та нижче за течією, були згадані вище, про індекси опору та пульсаційності, а також модуляцію доплерівського сигналу.
прямі знаки, спостерігаються на рівні самої перешкоди, чітко з'являються на сонограмі, наданій спектральним аналізом у реальному часі. Вони діють за двома механізмами:
- Прискорення кровообігу в струмені стенозу, пропорційне зменшенню артеріального діаметра на рівні перешкоди.
- Вихрові рухи, або навіть турбулентність, які відбуваються безпосередньо за течією.
Отже, коли наліт, наприклад, зменшує площу артеріального просвіту, швидкість кровотоку зростає у зворотній пропорції. Оскільки швидкість потоку постійна в артеріальному сегменті без відгалуження, насправді існує зворотна залежність між залишковим діаметром просвіту та місцевою швидкістю кровообігу. Саме на цьому спостереженні базується співвідношення систолічної швидкості, що широко використовується для оцінки сонного стенозу.
На сонограмі прискорення кровообігу виробляє високі доплерівські частоти.
Безпосередньо за течією перешкоди діаметр просвіту знову збільшується, і це створює умови для вихрового потоку (з векторами зворотної швидкості), як це відбувається вздовж потоку, наприклад, нижче за течією від опор мосту. Цей уповільнений потік породжує на сонограмі низькі доплерівські частоти по обидва боки від базової лінії.
Малюнок 30: Доплерівський запис щільного стенозу (зменшення діаметра більш ніж на 70%) внутрішньої сонної артерії, що дає прискорення кровообігу в струмені стенозу (максимальна систолічна швидкість 204 см/с), а також непрямі ознаки: вище за течією, збільшення індексу опору на загальній сонній артерії; нижче за течією - згасання систолічної модуляції ходу офтальмологічної артерії, яка, проте, залишається ортоградною.
Коли стеноз дуже жорсткий (на практиці діаметр зменшується більш ніж на 90%), швидкість кровообігу крові може перевищувати критичний поріг (див. Число Рейнольдса) і потік може повністю стати бурхливий: тоді він формується з дуже різноманітних, майже випадкових векторів швидкості орієнтації та амплітуди, і переклад:
- У звуковому сигналі доплерографії різкий шум, як "рашпиль" на початку систоли.
- На сонограмі низькі доплерівські частоти, що реєструються, з високою енергією (висока яскравість) зверху та знизу, біля базової лінії, симетрично, на самому початку систоли (рис. 31).
Число Рейнольдса використовується для характеристики потоку та визначення критичного порогу, від якого воно втрачає свій ламінарний характер, щоб стати турбулентним: число Рейнольдса (Re) критичним для кровообігу є менше 2000.
Re = V D р /h
С V = швидкість кровотоку (см.с -1), D = діаметр (см), р = щільність крові, і h = динамічна в'язкість крові (г.см -3). Якщо розглядати коефіцієнт р/h (називається кінетичною в'язкістю, см 2 .с -1), ми можемо писати, спрощуючи Re = 26 В D
Підвищена швидкість кровообігу V, пропорційна ступеню стенозу, тому є першим фактором виникнення вихрового потоку, потім турбулентного потоку. Важливо також підкреслити, що турбулентний потік виникає безпосередньо за течією стенозу, а не в зоні звуження артеріального калібру, оскільки, як показує число Рейнольдса, великий діаметр D сприяє турбулентності. Тому деякі довгі стенози (наприклад, такі, що спостерігаються при запальних артеріїтах) можуть локально давати значне прискорення кровообігу без турбулентності. І навпаки, часте постстенотичне розширення після тесного стенозу є додатковим фактором турбулентності.
Наявність турбулентного потоку, який легко розпізнати за доплерівським звуковим сигналом та його спектральним аналізом, тому відображає існування дуже жорсткого стенозу (як правило, зменшення артеріального діаметра більше ніж на 70%, а найчастіше більш ніж на 90%. ), хоча поріг появи турбулентності також залежить від геометрії стенозу (неправильний, ексцентричний стеноз, легше генерує турбулентний потік) та від в'язкості µ кров (гемодилюція, наприклад під час анемії, також сприяє появі турбулентності).
Малюнок 31: Доплерівський запис дуже тугого стенозу (зменшення діаметра більш ніж на 90%) у початку внутрішньої сонної артерії. Максимальна систолічна швидкість близька до 480 см/с, а спектральний аналіз показує характерну турбулентність у вигляді низьких доплерівських частот високої енергії, що реєструються симетрично по обидва боки від базової лінії під час систоли.
Слід також підкреслити клінічні наслідки бурхливого потоку, оскільки це саме по собі є додатковим бар'єром для кровотоку. Відношення тиск/потік, до цього часу лінійне (потік пропорційний градієнту тиску), потім згинається (потік стає пропорційним квадратному кореню градієнта тиску). Значна частина енергії втрачається при проходженні стенозу (у вигляді тепла), тому падіння перфузійного тиску нижче за течією значно збільшується. Іншими словами, виникнення турбулентного потоку в артерії так чи інакше відображає гемодинамічну декомпенсацію.