Изовол защита от шума: Плита IZOVOL Изовол АКУСТИК купить, цена, оптом в Москве

Содержание

Акустическая звукоизоляция ИЗОВОЛ Защита от шума в Туле: 500-товаров: бесплатная доставка, скидка-68% [перейти]

5/10 пар Силиконовые беруши звукоизоляция защита ушей против шума храп удобные беруши для сна для снижения шума

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

Звукоизоляция для стен “Стандарт М1”. Мощная защита от шума в квартире Место крепления: стены,

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

Наушники-вкладыши с защитой от шума, мягкие, HiFi силиконовые, звукоизоляция для сна сбоку, наушники с микрофоном и кабелем

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

211

298

Беруши для сна 10 шт./компл., шумоизоляция, звукоизоляция, звукоизоляция, шумоизоляция, звукоизоляция, для сна, защита от шума, для сна

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

1 261

1801

Акустический фильтр Alctron PF8, базовый Студийный микрофон с защитой от шума и ветрового стекла

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

2 629

3500

Наушники для защиты от шума детей 2 до 14 лет,/ противошумные детские, цветные треугольники Тип:

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

1 680

5360

Белый шум,белый шум для новорожденных MVMED,генератор белого шума, колонка 6 режимов звучания Тип:

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

2 480

3224

Генератор белого шума для сна детей и взрослых / белый шум новорожденных Somnia W04 Тип: Радионяня,

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

1 012

3499

Генератор белого шума Ночник с белым шумом Прибор для расслабления и медитации таймером малышей

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

1 510

1661

Набор сменных обтюраторов для наушников 3M PELTOR Optime II Тип: Наушники для стрельбы, Размер:

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

1 662

5360

Белый шум для новорожденных MVMED, генератор белого шума, колонка 6 режимов звучания Тип:

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

2 629

3500

Наушники для защиты от шума детей 0-2 года, цвет голубой/Наушники шумоподавляющие детские BANZ Тип:

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

1 890

3100

Генератор белого шума для сна / ночник детский звуки природы Белый шум подарок колонка успокоения

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

3 390

3990

Генератор белого шума Comfoly. Ночник. Аппарат для улучшения сна и занятия йогой. 32 звука. Белый шум. шум новорожденных. Таймeр.

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

1 253

2600

Генератор белого шума ZDK. Белый шум для сна. Подарок. Прибор расслабления и медитации с таймером. устройство релаксации

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

1 199

1710

Генератор белого шума ZDK. Белый шум для сна. Подарок. Прибор расслабления и медитации с таймером. устройство релаксации

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

214

599

Заглушки для розеток защита от детей блокираторы детские затычки розетка накладная детский замок фиксатор розетки стоппер с автоматической блокировкой безопасность ребенка декоративный скотч мебели поворотный электрический ограничитель 10 шт.

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

1 290

3500

Генератор белого шума. Ночник. Белый шум. шум для сна. экспонат. Устройство релаксации и медитации с таймером.

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

2 629

3500

Наушники для защиты от шума детей 2 до 14 лет,/ противошумные детские, цветные треугольники Тип:

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

2 629

3500

Наушники для защиты от шума детей 0-2 года серебристые/Наушники шумоподавляющие детские BANZ Тип:

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

3 600

5000

Генератор белого шума Ночник с белым шумом Прибор для расслабления и медитации таймером малышей

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

3 007

3500

Наушники для защиты от шума детей 2 лет, цвет темно-синий/ с шумоподавлением детские, Banz (Банз)

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

2 629

3500

Наушники для защиты от шума детей 0-2 года, цвет граффити/Наушники шумоподавляющие детские BANZ

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

1 958

5141

Генератор белого шума для сна / аппарат с белым шумом белый шум новорожденных ночник детский беспроводной от стресса в офисе музыка 20 звуков

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

2 629

3500

Наушники от шума для детей 0-2 года, BANZ “Транспорт”/ противошумовые (шумопоглащающие) детские

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

3 904

5900

Наушники шумозащитные и солнцезащитные очки для детей 0-2 года в подарочном наборе, BANZ “Калейдоскоп”.

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

2 629

3500

Наушники от шума для детей 0-2 года, BANZ “Транспорт”/ противошумовые (шумопоглащающие) детские

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

2 629

3500

Наушники для защиты от шума детей 0-2 года, цвет голубой/Наушники шумоподавляющие детские BANZ Тип:

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

3 104

3500

Наушники для защиты от шума детей 2 лет, цвет бирюзовый Тип: Наушники противошумные, Размер: Длина

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

2 598

3500

Наушники для защиты от шума Banz детей 2-14 лет/ Шумоподавляющие детские, цвет синий Тип: Наушники

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

2 629

3500

Наушники для защиты от шума (шумопоглащающие) детей 2-14 лет, розовые Тип: Наушники противошумные,

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

Портативная акустическая система JBL Flip 5 с защитой от воды RU EAC Цвет: зеленый, Продукт

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

Набор сменных обтюраторов для наушников 3M Peltor X4A/X4P3E

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

Роквул Акустик Баттс Звукоизоляция 1000x600x100мм (3м²) Плотность: 45 кг/м³, Количество в уп: 5

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

98 400

Генераторы шума АКИП Генератор АКИП-3501/1 Внесен в госреестр СИ: Нет, Гарантия (мес.): 12

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

174 960

Генераторы шума АКИП Генератор АКИП-3501/2 Внесен в госреестр СИ: Нет, Гарантия (мес.): 12

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

174 960

Генераторы шума АКИП Генератор АКИП-3501/3 Внесен в госреестр СИ: Нет, Гарантия (мес.): 12

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

Набор сменных обтюраторов для наушников 3M Peltor SportTac

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

40 753

JBL 8320 2-х полосная АС окружения, 8″+1″ купольный твитер, защита ВЧ, 8Ом.

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

Набор сменных обтюраторов для наушников 3M Peltor Optime II

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

21 790

Ultimate USHB2-AG-BK мягкий чехол для акустической гитары внешний материал с защитой от воды,прорезиненное дно, поддержка грифа, черный из текстиля

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

Трэвел Дрим Беруши защита от шума пенопропиленовые №2

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

Гарнитура ГСШ-01 6М2 Тип: аксессуары, Состояние: новый, Вид: другое

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

Гарнитура ГСШ-01 Тип: аксессуары, Состояние: новый, Вид: другое

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

Книга Защита зданий, сооружений и конструкций от огня шума. Материалы, технологии, инст…

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

21 790

Ultimate Support USHB2-AG-BK мягкий чехол для акустической гитары внешний материал с защитой от воды, прорезиненное дно, поддержка грифа, черный из текстиля

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

Книга Защита зданий, сооружений и конструкций от огня шума. Материалы, технологии, ин

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

2 страница из 18

IZOVOL «Защита от шума» | ТД “СтройСнаб”

Звук — это механические волны, вызываемые к жизни каким-либо источником и способные распространяться в любых средах — газах, жидкостях, твердых телах. Находясь у себя дома, даже с закрытыми окнами мы слышим посторонние уличные шумы. Такой звук называется воздушным и распространяется посредством колебания конструкции, то есть стены, разделяющей внутренние помещения дома и внешнее пространство. А жителям многоквартирных домов хорошо знакомы ситуации, когда им приходится испытывать дискомфорт из-за ремонта у соседей. Это ударные звуковые волны, при которых колебание конструкции происходит из-за ударов по межэтажным перекрытиям.


Для чего нужна качественная звукоизоляция стен

Посторонние шумы весьма негативным образом влияют на эмоциональное состояние и самочувствие людей, угнетают центральную нервную систему, вызывают тахикардию, скачки артериального давления, нарушение обмена веществ, замедляют реакцию, снижают концентрацию внимание и работоспособность, не говоря уже об ухудшении качества отдыха и сна. Вот почему качественная шумоизоляция стен, кровли, фундамента является не роскошью, а жизненно важной необходимостью. Она заключается в придании конструкциям дополнительной способности уменьшать проходящий через них звук. Это достижимо посредством увеличения толщины стен. Однако здесь есть определенные минусы, заключающиеся в увеличении веса конструкции в целом, усиления ее давления на фундамент, что может привести к появлению трещин в основании дома и его быстрому разрушению. Наиболее перспективным в данном случае является применение современных, эффективных, высокотехнологичных звукоизоляционных материалов, признанным лидером в производстве которых в нашей стране является компания IZOVOL (ИЗОВОЛ).


Как избавиться от посторонних шумов?

Благодаря продукции Изовол «Защита от шума» эффективная звукоизоляция потолка, полов и стен в доме в ближайшие дни станет доступна каждому. Инновационные утеплители, изготавливаемые в виде плит, позволят создать в доме высокий уровень акустического комфорта. С их помощью можно создать шумоизоляцию перекрытий и внутренних перегородок, а также воздуховодов и вентиляционных систем. Согласно мнению специалистов, перегородка из листов гипсокартона, которые устанавливаются на деревянном или металлическом каркасе, способна надежно и основательно защитить помещения от шума. Инженеры компании IZOVOL создали собственную технологию уникального производства минеральной ваты на основе базальтовых горных пород. Базальтовые волокна имеют хаотично направленную структуру, которая обеспечивает превосходную звукоизоляцию стен и других конструктивных элементов зданий. Плиты Изовол «Защита от шума» преграждают путь звуковым волнам, полностью блокируя их распространение. Таким образом, во внутренних помещениях дома создается комфортный для жизнедеятельности людей микроклимат. Высокоэффективный утеплитель и акустический изолятор идеально подходит для возведения межкомнатных перегородок и перекрытий. Малая плотность и волокнистая структура материала способствует улучшению функциональных характеристик и гигиеничности жилого и рабочего пространства. Улучшается качество жизни людей в целом.


Применение шумоизоляции Изовол

Перекрытия служат для деления здания по высоте. Его можно выполнить по железобетону или по лагам. В последнем случае все просветы между деревянными лагами заполняется звукоизоляционным материалом, при этом плиты аккуратно укладываются на основание. Щели и зазоры между ними недопустимы. Такая шумоизоляция потолка или полов выступает в качестве внутреннего слоя, а для верхнего покрытия такого «слоистого» пола используются плиты ДСП или доски. Акустические перегородки монтируются посредством установки каркаса, внутренние пространство которого заполнено плитами Изовол «Защита от шума». С обеих сторон такая перегородка обшивается гипсокартонными листами. Далее следует любая желаемая декоративная отделка стен — оштукатуривание, обои, керамическая плитка и т.д. При этом стыки между листами гипсокартона шпаклюются с помощью специальной влагонепроницаемой шпаклевки.

Среди наиболее ценных технических характеристик, которыми обладают плиты «Защита от шума», предназначенные для эффективной звукоизоляции потолка и стен, следует выделить низкую теплопроводность, гидрофобность, высокую паропроницаемость, долговечность, экологическую безопасность (материал производится на основе природного, 100% экологичного материала — базальтовых горных пород), повышенную огнестойкость и надежную огнезащиту конструкций, стойкость к различного рода химическим реагентам, устойчивость к воздействию грибка, плесени, бактерий и болезнетворных организмов, грызунов и насекомых-вредителей, ну и, конечно же, высокоэффективную звукоизоляцию. Плиты Izovol «Защита от шума» — это максимальный акустический комфорт в вашем доме!


Утеплитель

 

Утеплители применяются в качестве основного слоя теплоизоляции мансард и других подкровельных пространств, они способствуют сохранению тепла и поглощению шума. Также качественная теплоизоляция стен дома обеспечивает комфортный микроклимат в помещении как летом, так и зимой.

 

URSA TERRA

 

Новый продукт TERRA от компании URSA — это минеральная изоляция для частного домостроения, отвечающая стандартам профессиональной теплоизоляции. Это негорючая минеральная изоляция с лучшими теплоизоляционными характеристиками в своем классе, повышенной упругостью и усиленной влагостойкостью. Для выделения новой линейки продуктов новый материал имеет цвет отличный от традиционного.

TERRA — это экологически чистый материал для тепло- и звукоизоляции. TERRA представляет собой удобное решение для строительных бригад и частных застройщиков: имеет малый размер упаковки, что облегчает расчеты по утеплению небольшой площади, перевозку и монтаж материала.

  • URSA TERRA 34 PN PRO
  • URSA TERRA 34 RN Технический мат
  • URSA TERRA 34 PN Шумозащита
  • URSA TERRA 36 PN
  • URSA TERRA 34 PFB Фасад
  • URSA TERRA 37 PN
  • URSA TERRA 34 PN PRO

     

    Негорючая минеральная изоляция

  • URSA TERRA 34 RN Технический мат

    Этот уникальный материал предназначен для изоляции трубопроводов, воздуховодов и технологического оборудования. Выпускается в форме матов.

  • URSA TERRA 34 PN Шумозащита

    Негорючая минеральная звукоизоляция

  • URSA TERRA 36 PN

     

    Материал предназначен для профессионального домостроения и лучше всего подходит для утепления стен, подвесных потолков и звукоизоляции перегородок.

  • URSA TERRA 34 PFB Фасад

     

    Материал предназначен специально для теплоизоляции стен с навесным вентилируемым фасадом

  • URSA TERRA 37 PN

     

    Упругий тепло- и звукоизоляционный материал выпускается в виде плит и предназначен для применения в конструкциях каркасных стен и перегородок

 

 

URSA XPS

 

URSA XPS — высококачественный теплоизоляционный материал из экструдированного пенополистирола, обладающий одним из самых низких коэффициентов теплопроводности среди широко применяемых в строительстве утеплителей. Высокие прочность, жесткость и долговечность плит URSA XPS позволяют использовать их при утеплении подземных частей зданий, полов по грунту, плоских крыш, штукатурных фасадов, оснований под автомобильные дороги, железнодорожные насыпи и взлетные полосы аэродромов.

URSA XPS является идеальным продуктом для областей применения, где условия эксплуатации являются экстремальными — повышенная влажность, повышенные нагрузки, непосредственный контакт с грунтом.

URSA XPS производится с использованием экологически чистой технологии вспенивания. Таким образом, экструдированный пенополистирол URSA XPS и технология его производства безопасны для человека и окружающей среды.

 

ISOVOL

  • IZOVOL АКУСТИК (Защита от шума)
  • IZOBEL
  • Л-35
  • Ст-50
  • Ст-75
  • IZOVOL АКУСТИК (Защита от шума)

     

    Длина, мм 1000
    Ширина, мм 600
    Толщина, мм 40-250 интервал 10
    Горючесть, класс НГ
    В упаковке м3 0.24 (при толщине плиты 50мм и 100мм) м
    Паропроницаемость, мг/м•Ч•Па, не менее 0,3
    Теплопроводность, Вт/(м•к) 0.035

    Материалы IZOVOL АКУСТИК (Защита от шума) применяются:

    для звукоизоляции стен, потолков, перегородок, пола при строительстве;

    для звукоизоляции воздуховодов и вентиляционных систем;
    для звукоизоляции промышленного оборудования.

    Исследования и разработки компании IZOVOL показали, что каркасные перегородки из гипсокартонных листов на металлическом или деревянном каркасе – наиболее эффективный способ защиты от шума как при строительстве, так и при реконструкции зданий и сооружений различного назначения!

    Минеральная продукция IZOVOL обладает повышенными звукоизоляционными характеристиками, полностью удовлетворяющими требованиям нормативных документов по защите от шума (СП 51.13330.2011 Защита от шума).

    Хаотично направленная структура базальтовых волокон каменной ваты IZOVOL является наилучшей преградой на пути звуковых волн и полностью препятствует их распространению, что способствует комфортному пребыванию в помещении и благоприятно сказывается на самочувствии людей.

    Материалы IZOVOL незаменимы при обустройстве акустических межкомнатных перегородок и покрытий всех типов. Применение изделий IZOVOL обеспечивает идеальный комфорт внутри помещений, благодаря уникальным свойствам высокоэффективного утеплителя, его малой плотности и волокнистой структуре, улучшает функциональные характеристики и гигиеничность помещений, а, следовательно, повышает качество жизни в целом.

  • IZOBEL

     

    Длина, мм 1000
    Ширина, мм 600
    Толщина, мм 50 / 75 / 100
    Горючесть, класс НГ
    Влажность по массе, %, не более 0,5
    Плотность, кг/м3 25Г
    Водопоглощение при полном погружении по объему, %, не более 1,5
    Паропроницаемость, мг/м•Ч•Па, не менее 0,3
    Теплопроводность, Вт/(м•к) 0.036
    Вид стен Внутренние перегородки
    Вид кровли Скатная кровля
    Вид перекрытия По несущим лагам

    НАЗНАЧЕНИЕ:
    Тепло-, звуко- и пожароизоляция ненагружаемых конструкций: скатных кровель, мансардных помещений;чердачных перекрытий всех типов зданий;вертикальных, наклонных и каркасных стен; внутренних перегородок; полов с покрытием всех типов по несущим лагам с укладкой утеплителя между лагами.

    Применение IZOBEL:
    Скатные кровли;
    Межэтажные перекрытия;
    Акустические системы;
    Чердачные перекрытия;
    Бани

  • Л-35

     

    Длина, мм 1000
    Ширина, мм 600
    Толщина, мм 40-250 интервал 10
    В упаковке, м3 0,24 (при толщине плиты 50мм и 100мм)
    Горючесть, класс НГ
    Влажность по массе, %, не более 0,5
    Водопоглощение при полном погружении по объему, %, не более 1,5
    Паропроницаемость, мг/м•Ч•Па, не менее 0,3
    Теплопроводность, Вт/(м•к) 0.035
    Вид стен Вентилируемый фасад, Внутренние перегородки, Слоистая кладка
    Вид кровли Скатная кровля
    Вид перекрытия По несущим лагам

    НАЗНАЧЕНИЕ:
    Тепло-, звуко- и пожароизоляция ненагружаемых конструкций: скатных кровель, мансардных помещений;чердачных перекрытий всех типов зданий;вертикальных, наклонных и каркасных стен; внутренних перегородок; полов с покрытием всех типов по несущим лагам с укладкой утеплителя между лагами.

  • Ст-50

     

    Длина, мм 1000
    Ширина, мм 600
    Толщина, мм 40-250 интервал 10
    Горючесть, класс НГ
    В упаковке м3 0.24 (при толщине плиты 50мм и 100мм) м
    Паропроницаемость, мг/м•Ч•Па, не менее 0,3
    Теплопроводность, Вт/(м•к) 0.035
    Плотность, кг/м3 50
    Водопоглощение при полном погружении по объему, %, не более 1,0
    Вид стен Вентилируемый фасад, Слоистая кладка
    Вид кровли Скатная кровля
    Вид перекрытия По несущим лагам

    НАЗНАЧЕНИЕ:
    Тепло-, звуко- и пожароизоляция в многослойных стенках, полностью или частично выполненных из мелко-штучных материалов; в конструкциях вентилируемых фасадов с применением ветро-, гидрозащиты; утепление скатных кровель; мансардных помещений; внутренних перегородок; утепление полов. Тепловая изоляция вентиляционных и отопительных систем; в качестве фильтрующих элементов газоочисток. Изоляция промышленного оборудования.

  • Ст-75

     

    Длина, мм 1000
    Ширина, мм 600
    Толщина, мм 40-250 интервал 10
    Горючесть, класс НГ
    В упаковке м3 0.24 (при толщине плиты 50мм и 100мм) м
    Влажность по массе, %, не более 0.5
    Прочность на сжатие при 10% деформации,кПа, не менее 10
    Прочность на отрыв слоев, кПа, не менее 5
    Паропроницаемость, мг/м•Ч•Па, не менее 0,3
    Теплопроводность, Вт/(м•к) 0.034
    Плотность, кг/м3 75
    Водопоглощение при полном погружении по объему, %, не более 1,0
    Вид стен Вентилируемый фасад, Слоистая кладка
    Вид кровли Скатная кровля
    Вид перекрытия По несущим лагам

    НАЗНАЧЕНИЕ:
    Тепло-, звуко- и пожароизоляция в многослойных стенках, полностью или частично выполненных из мелко-штучных материалов; в конструкциях вентилируемых фасадов с применением ветро-, гидрозащиты; утепление скатных кровель; мансардных помещений; внутренних перегородок; утепление полов.

    Тепловая изоляция вентиляционных и отопительных систем; в качестве фильтрующих элементов газоочисток. Изоляция промышленного оборудования.

  • Главная
  • О компании
  • Продукция
  • Наши услуги
  • Фотогалерея
  • Контакты

ВОЛГОГРАД: 8 (8442) 24-79-74

IZOVOL АКУСТИК (35-39кг/м³) | СТРОЙДОСТАВКА.ПРО — СТРОЙМАТЕРИАЛЫ ОНЛАЙН В БРЯНСКЕ

Исследования и разработки компании IZOVOL показали, что каркасные перегородки из гипсокартонных листов на металлическом или деревянном каркасе – наиболее эффективный способ защиты от шума как при строительстве, так и при реконструкции зданий и сооружений различного назначения!

Минеральная продукция IZOVOL обладает повышенными звукоизоляционными характеристиками, полностью удовлетворяющими требованиям нормативных документов по защите от шума (СП 51.13330.2011 Защита от шума).

Хаотично направленная структура базальтовых волокон каменной ваты IZOVOL является наилучшей преградой на пути звуковых волн и полностью препятствует их распространению, что способствует комфортному пребыванию в помещении и благоприятно сказывается на самочувствии людей.

Материалы IZOVOL незаменимы при обустройстве акустических межкомнатных перегородок и покрытий всех типов. Применение изделий IZOVOL обеспечивает идеальный комфорт внутри помещений, благодаря уникальным свойствам высокоэффективного утеплителя,  его малой плотности и волокнистой структуре, улучшает функциональные характеристики и гигиеничность помещений, а, следовательно, повышает качество жизни в целом.

1. Каркасная стена
2. Перекрытия
 

1. Отделка стен
2. Каркас
3. Плиты IZOVOL АКУСТИК (Защита от шума)

 

1. Плита перекрытия
2. Плиты IZOVOL АКУСТИК (Защита от шума)
3. Деревянная лага
4. Гидроизоляция (только под лагами)
5. Покрытие пола

Перекрытия могут быть межэтажными и чердачными, они делят здание по высоте. Конструктивно они могут быть выполнены по деревянным лагам и по сплошному железобетонному основанию. При применении перекрытия по лагам, пространство между ними заполняем звукоизоляционными плитами IZOVOL АКУСТИК (Защита от шума), уложенными на основание (гипсокартонные листы, доски, ж/б перекрытие). Плиты укладываем без щелей и зазоров и закрываем основанием для пола (древесно-стружечная плита, доска). Возможно устройство по основанию «чистого» пола. При возведении акустических перегородок устанавливаем каркас (металлический или деревянный) одинарный или двойной с шагом 600 мм. Внутреннее пространство заполняем теплоизоляционными плитами IZOVOL АКУСТИК (Защита от шума) сплошным слоем без щелей и зазоров. Это является необходимым условием для хорошей звукозащиты помещений. С каждой стороны обшиваем перегородку листами гипсокартона в один, два или три слоя. В качестве обшивки могут использоваться влагостойкие гипсокартонные листы или гипсоволокнистые листы, обладающие повышенной огнестойкостью. Поверхность обшивки может быть окрашена, оклеена или защищена керамической плиткой (во влажных помещениях). Стык между листами заделываем специальной шпаклевкой.

Информация сайта: www.izovol.ru

0★

Рейтинг

  • 5★ 0
  • 4★ 0
  • 3★ 0
  • 2★ 0
  • 1★ 0

Только зарегистрированные клиенты, купившие этот товар, могут публиковать отзывы.

Утеплители Изовол | Компания «ТЕРМОСТРОЙ»

Уважаемые клиенты и партнеры!

 

С соблюдением санитарных норм

компания ООО «Термострой»

работает в обычном режиме.

 

 

ВРЕМЯ РАБОТЫ:

 

Понедельник-пятница: 8.30-17.00

 

Суббота: 9.00-16.00

 

Воскресенье: выходной

 

 

 

Телефон: +7 (4742) 50-60-50

 

По e-mail: [email protected]

 

whatsApp/Viber:8-961-601-38-00
(только для физ.лиц)

 

Ждем Вас в наших офисах

CК-140 Как известно, это самый сложный в изготовлении вид утеплителя. Далеко не каждый производитель способен изготовить плиту, действительно отвечающую всем необходимым требованиям, предъявляемым при производстве «сэндвич»-панелей.С уверенностью можно…
IZOBELТепло-, звуко- и пожароизоляция ненагружаемых конструкций: скатных кровель, мансардных помещений;чердачных перекрытий всех типов зданий;вертикальных, наклонных и каркасных стен; внутренних перегородок; полов с покрытием всех типов по несущим лагам с…
IZOBEL Л-25Области применения Плиты предназначены для применения в гражданском и промышленном строительстве в качестве: ненагружаемого тепло-, звукоизоляционного слоя: легких покрытий, перегородок, полов, перекрытий над техническим подпольем, мансардных…
IZOBEL® LIGHT IZOBEL® LIGHT – высококачественные лёгкие гидрофобизированные теплоизоляционные материалы на основе базальтовых горных пород плотностью 20 кг/м3. IZOBEL® LIGHT предназначен для (тепло-, звуко-, пожаро-) изоляции ненагружаемых конструкций: скатных…
IZOVOL Mat IZOVOL Mat — легкие гидрофобизированные материалы, выпускаемые в виде рулонов, на основе базальтовых горных пород. Предназначены для использования в качестве (тепло-, звуко-, пожаро-) изоляции технологического оборудования, тепловых сетей,…
IZOVOL «Защита от шума»ЗВУК – колебательное движение в любой материальной среде, вызванное каким-либо источником. Источники шума Если источник шума не связан с конструкциями, например, громкоговоритель, и передача звуковой энергии происходит в результате колебания…
В-50 Тепло-, звуко- и пожароизоляционный слой в системах утепления с воздушным зазором наружных стен зданий и сооружений различного назначения (плиты кашированы стеклохолстом черного или белого цвета). В качестве наружного слоя в двухслойном…
В-75 Тепло-, звуко- и пожароизоляционный слой в системах утепления с воздушным зазором наружных стен зданий и сооружений различного назначения (плиты кашированы стеклохолстом черного или белого цвета). В качестве наружного слоя в двухслойном…
В-90 Тепло-, звуко- и пожароизоляционный слой в системах утепления с воздушным зазором наружных стен зданий и сооружений различного назначения (плиты кашированы стеклохолстом черного или белого цвета). В качестве наружного слоя в двухслойном…
Изовол для сэндвич-панелейТЕПЛО-, ЗВУКО-, ПОЖАРОИЗОЛЯЦИЯ «IZOVOL®» ДЛЯ «СЭНДВИЧ»-ПАНЕЛЕЙ Как известно, это самый сложный в изготовлении вид утеплителя. Далеко не каждый производитель способен изготовить плиту, действительно отвечающую всем необходимым требованиям,…
К-100 Тепло-, и пожароизоляционный слой в однослойных покрытиях плоских кровель. Нижний слой (при толщине > 60 мм) в двухслойных системах. Рекомендуется применять в комбинации с плитами Izovol®(КВ). Заполнитель в бетонных и ж/бстеновых панелях….
К-120 Тепло-, и пожароизоляционный слой в однослойных покрытиях плоских кровель. Нижний слой (при толщине > 60 мм) в двухслойных системах. Рекомендуется применять в комбинации с плитами Izovol®(КВ). Заполнитель в бетонных и ж/бстеновых панелях….
КВ-150 Тепло- и пожароизоляция c повышенной жесткостью и влагостойкостью. В однослойных покрытиях плоских эксплуатируемых кровель; в качестве верхнего слоя в двухслойных системах плоских кровель в комбинации с плитами Izovol®(К). Характеристики…
КВ-175 Тепло- и пожароизоляция c повышенной жесткостью и влагостойкостью. В однослойных покрытиях плоских эксплуатируемых кровель; в качестве верхнего слоя в двухслойных системах плоских кровель в комбинации с плитами Izovol®(К). Характеристики…
КВ-200 Тепло- и пожароизоляция c повышенной жесткостью и влагостойкостью. В однослойных покрытиях плоских эксплуатируемых кровель; в качестве верхнего слоя в двухслойных системах плоских кровель в комбинации с плитами Izovol®(К). Характеристики…
  • 1
  • 2
  • 3
  • »

Определение изоволюметрических фаз сердца человека на основе эластичности | Журнал сердечно-сосудистого магнитного резонанса

  • Исследования
  • Открытый доступ
  • Опубликовано:
  • Томас Эльгети 1 ,
  • Марк Белинг 2 ,
  • Бернд Хамм 1 ,
  • Юрген Браун 3 и
  • Ингольф Мешок 1  

Журнал кардиоваскулярного магнитного резонанса том 12 , Номер статьи: 60 (2010) Процитировать эту статью

  • 4083 Доступ

  • Детали показателей

Реферат

Предыстория/мотивация

Непосредственное определение изоволюметрических интервалов времени сердца с помощью магнитно-резонансной эластографии (МРЭ) с использованием величины комплексного сигнала для получения морфологической информации в сочетании с фазой комплексного сигнала для измерения напряжения-релаксации.

Методы

Тридцать пять здоровых добровольцев и 11 пациентов с нарушениями релаксации подвергались трансторакальной волновой стимуляции с использованием вибраций приблизительно 25 Гц. А k – сегментированная по пространству, ЭКГ-стробированная градиентно-воспроизведенная последовательность эхо-сигнала в стационарном состоянии с биполярным градиентом кодирования движения 500 Гц использовалась для получения серии из 360 сложных изображений проекции сердца по короткой оси в частота кадров менее 5,2 мс. Изображения величины использовались для измерения площади поперечного сечения левого желудочка, в то время как фазовые изображения использовались для анализа амплитуд внешне индуцированных волн. Задержку между снижением амплитуды и началом сокращения желудочков определяли у всех испытуемых и относили ко времени изоволюметрического напряжения. И наоборот, задержка между увеличением амплитуды волны и дилатацией желудочков использовалась для измерения времени релаксации изоволюметрической эластичности.

Результаты

Амплитуда волн уменьшалась во время систолы и увеличивалась во время диастолы. Изменение амплитуды волны происходило раньше морфологических изменений. У здоровых добровольцев время изоволюметрической релаксации эластичности составило 75 ± 31 мс, что достоверно меньше, чем время изоволюметрической релаксации 136 ± 36 мс ( P < 0,01). У пациентов с нарушениями релаксации (диастолическая дисфункция легкой степени, n = 11) релаксация изоволюметрической эластичности была значительно более продолжительной, со 133 ± 57 мс ( P < 0,01), тогда как время изоволюметрического напряжения было в диапазоне здоровых контролей (161 ± 45 мс; P = 0,053).

Заключение

Комплексный сигнал MRE передает дополнительную информацию о морфологии и эластичности сердца, которые можно комбинировать для непосредственного измерения изоволюметрического напряжения и релаксации эластичности в сердце человека.

История вопроса

Время изоволюметрического сокращения и расслабления и результирующие индексы (например, индекс Tei) часто используются для описания общей сердечной функции [1]. Стандартным методом измерения сердечных временных интервалов является эхокардиография, которая использует время открытия и закрытия аортального и митрального клапанов [2]. Изоволюметрические фазы сердца характеризуются изменениями эластичности миокарда, в то время как объем желудочков остается постоянным. Таким образом, наиболее прямое определение изоволюметрического времени сочетает измерение как объема желудочков, так и эластичности миокарда. Сердечные объемы можно измерить с помощью ультразвуковой или магнитно-резонансной (МРТ) визуализации. Эластичность миокарда можно измерить неинвазивно с помощью эластографии с использованием ультразвука или МРТ и различных механических стимулов, таких как гармонические во времени колебания [3–6], сфокусированные ультразвуковые импульсы [7, 8] или кратковременные собственные сердечные волны [9]. ]. В общем, динамическая эластография основана на оценке сдвиговых волн для восстановления механических параметров ткани по амплитудам, длинам волн или скорости распространения. Классически волновое уравнение решается для модулей упругости с использованием, например, алгебраической инверсии Гельмгольца на основе изображений [10] или фазово-градиентных методов на основе профиля. Методы инверсии хорошо применимы в крупных органах, таких как печень, мозг или более крупные группы скелетных мышц. Однако сложная анатомия сердца требует рассмотрения конечной геометрии, как это было предложено Kolipaka et al. [11] и продемонстрировано с помощью МР-эластографии (МРЭ) на сферическом резиновом фантоме. Этот подход предполагает изотропное и линейно-упругое сердце без потерь со сферической геометрией тонкой оболочки, которая вибрирует исключительно за счет гармонического сдвигового движения в плоскости. При МРЭ сердца, описанном Sack et al., делается меньше предположений. [4], где инверсия волны не требуется, а изменения относительной эластичности миокарда можно вывести на протяжении всего сердечного цикла. Этот метод MRE, чувствительный к амплитуде волны, не может измерять абсолютные значения эластичности; однако коэффициенты относительной эластичности обеспечиваются с превосходным временным разрешением примерно 5 мс, что мы будем использовать в этом исследовании для получения изоволюметрических фаз на основе эластичности в сердце человека. Мы будем оценивать только относительную синхронизацию между геометрией сердца и амплитудами волн, основываясь на одном важном наблюдении, сделанном ранее при MRE сердца на здоровых добровольцах и животных: существует отчетливая задержка в динамике амплитуд волн и объема желудочков, так что изменение амплитуд волн начинается на 75–160 мс раньше изменения геометрии сердца [4, 12, 13]. Анализируя это время, мы стремимся разработать амплитуды волн в качестве суррогатного маркера изменений эластичности миокарда во время сердечного цикла. Мы не учитываем механические свойства помимо упругости при сдвиге, такие как вязкость, сжимаемость и анизотропия или нелинейность упругости. Поэтому все эти свойства будут включены в категорию 9.0061 кажущаяся эластичность, а термины напряжение и расслабление миокарда будут соответственно относиться к увеличению и уменьшению кажущейся эластичности.

Далее динамика геометрии желудочка оценивается по площади поперечного сечения левого желудочка в проекции сердца по короткой оси. Амплитуды волн и площади поперечного сечения получены из фазы и амплитуд комплексного сигнала MRE соответственно. Таким образом, вся временная информация о цикле эластичность-объем желудочков доступна из сигнала MRE. Патофизиологическое значение этой информации продемонстрировано путем применения метода к здоровым добровольцам и к пациентам с легкими нарушениями релаксации левого желудочка. Наша гипотеза заключалась в том, что нарушение релаксации желудочков может быть напрямую связано с более длительной задержкой между увеличением амплитуды волны и дилатацией левого желудочка в начале диастолы.

Методы

Субъекты

Это исследование было одобрено местным комитетом по этике (EA 1/055/07-1-4), и от всех субъектов было получено письменное информированное согласие. Группа здоровых добровольцев ( n = 35, в возрасте от 18 до 59 лет, в среднем 35 ± 8,5; 4 женщины) не имела в анамнезе заболеваний сердца. Группа пациентов ( n = 11, возраст 47-70 лет, средний возраст 60 ± 8,5; 2 женщины) имели эхокардиографически подтвержденные нарушения релаксации (Е/А < 0,75 и Е/Е' = 8-12).

МРЭ сердца

МРЭ сердца выполняли с использованием клинических сканеров 1,5 Тл (Siemens Magnetom Sonata и Avanto) и 16-канальных катушек с фазированной решеткой. Последовательность стационарного эхо-сигнала, вызванного ЭКГ, вызванного градиентом (время повторения, TR , 5,18 мс; время до эхо, TE , 3,29 мс; угол поворота, α, 25 °; двукратное ускорение GRAPPA; матрица 128 × 96). ; типичное поле зрения 320 × 250 мм; толщина среза 7 мм; 48 однолинейных k пространственных сегментов, соответствующих 48 шагам фазового кодирования; полоса пропускания 1,3 кГц) была сенсибилизирована к движению путем применения синусоидального градиента кодирования движения (MEG) длительностью 2 мс, что соответствует частоте МЭГ 500 Гц. На каждом субъекте было проведено три эксперимента MRE, последовательно чередуя ориентацию MEG между считыванием, фазовым кодированием и выбором среза. Амплитуда МЭГ составляла 25 мТл/м в каждом направлении. Начало получения изображения контролировалось зубцом R ЭКГ. В общей сложности было получено 360 отдельных изображений примерно за два сердечных цикла (1,86 секунды = 9 секунд).0061 ТР ×360). В течение этого интервала для каждого изображения выполнялся один этап фазового кодирования. Для получения всех k пространственных данных для каждого изображения требуется 48 × 1,86 секунды. Во время каждого из 1,86-секундных интервалов сбора данных пациент задерживал дыхание на выдохе, после чего следовал короткий период свободного дыхания продолжительностью 2,5 секунды (один вдох и один выдох) перед началом следующего k -строчного сбора данных.

Изготовленный заказчиком привод производил низкочастотные акустические колебания, которые воздействовали на грудную клетку пациента с помощью жесткого поршня [12]. Синусоидальный импульс частотой 24,13 Гц (1/8 TR ) подавался в привод после каждых восьми TR , что приводило к 45 (360/8) непрерывным циклам гармонических колебаний для каждого из 48 шагов фазового кодирования. В зависимости от частоты сердечных сокращений одно сканирование МРЭ для каждого направления вибрации занимало приблизительно 3,5-4,0 мин. Ориентация среза изображения была установлена ​​на короткую ось сердца в передней трети левого желудочка.

Оценка данных MRE

Изображения реконструированы из 96 однострочных k -пространственных сегментов после 48 шагов фазового кодирования (128 × 96, выборка фазы 75% и коэффициент GRAPPA 2 с 12 дополнительными строками для реконструкции изображения). Величина и фаза комплексного сигнала MRE, M ( x , t) и φ ( x , t), использовались для анализа изменения площади поперечного сечения левого желудочка (LV), a ЛВ ( t ) и амплитуд волн U ( t ) соответственно. и LV ( t ) был определен путем ручной сегментации переднезаднего и септально-латерального диаметров по 90 изображениям величины M¯, усредненным по четырем последовательным изображениям [ N+ 1] TR ), M ( x , [ N+ 2] TR ) и M ( x , [ N+ 3] ) с ) с ) с ) с ) с ) ) ) ) ) ( x , [ N+ 3] ) ) ( x , [ N+ 3] ). н = 1,5,..360. Усреднение проводилось с момента ручной сегментации LV требовалось различать морфологические особенности сердца на основе контраста изображений магнитуды MRE. Поскольку этот контраст изначально был нарушен из-за короткого TR , этот тип обработки изображения улучшил качество изображения. Для дальнейшего снижения физиологического шума, связанного с высокой сегментацией пространства k, M¯ усреднялось по экспериментам MRE с различной чувствительностью к компонентам движения. Результирующее временное разрешение M¯ и LV ( t ) было 4 TR = 20,7 мс. Характерные времена сердечного цикла, выраженные продолжительностью диастолы (τ dia ) и систолы (τ sys ), определяли по a LV ( t ) функция. Кроме того, фракция укорочения была рассчитана по разнице между и LV . между конечной систолой и конечной диастолой, т. е. ( LV [конец диастолы] – a LV [конец систолы)])/ a LV (конец диастолы), что соответствует фракции укорочения, полученной по данным эхокардиографии [14].

Расчет амплитуд волн U ( t ) по фазовому сигналу MRE φ( x , t ) выполнялся в три основных этапа:

  1. я)

    Расчет развернутой фазовой скорости с φ˙=Im(exp[−iφ]∂exp[iφ]/∂t), как предложено в [4].

ii) Преобразование результирующей фазовой скорости в отклонения с u(x,t)=qφ˙(x,t)/ω, где ω — угловая частота возбуждения. q (в микронах на рад) обозначает обратную эффективность кодирования, которая масштабирует фазы до отклонений волн u [15].

iii) Расчет средних амплитуд волн в интересующей области ( ROI ), которая задается внешними границами левого желудочка: U(t)=〈|u∧RO(x,t)|2+|u∧PE(x,t)|2+|u∧SS (x,t)|2〉ROI, где u∧ — комплексное преобразование Гильберта u . Как и в других МРЭ-исследованиях сердца [4, 12, 13], мы не исключали из анализа пул крови. Обоснование этого заключается в том, что вибрация стенки передается в замкнутую жидкость давлением или неисчезающими волнами (см., например, [16]). На рис. 1 представлена ​​схема обработки изображений магнитуды и фазы (обратите внимание, что из-за усреднения временное разрешение LV равно 4 X TR , а U разрешается с помощью TR ). Изоволюметрические фазы растяжения, τ А , и релаксация упругости, τ B , были выведены с помощью наложенных графов a LV ( т ) и У ( т ). Временной сдвиг τ A определялся ручным подбором задержки между затухающими ветвями a LV ( т ) и У ( т ). Соответственно τ B определяли по задержке между восходящими ветвями обеих физиологических функций. В частности, моменты времени t 1 и t 2 были выбраны при 50% максимальной амплитуды кривой 9.0061 U ( T ), то есть для T 1 : U ( T 1 ) = U (SISTOLE) + ( U ) = U (SISTOLE) + ( U ) = U (SISTOLE) + ( U ). ])/2; и для t 2 : a LV ( т 2 ) = a LV (систола) + ( a ЛЖ [диастола] – LV [систола])/2. Изололуметрические фазы, за которыми следуют τ A = T 2 T 1 В нисходящей ветви обоих графов (в ранней систоле) и τ B = T 8888 963 8 ...............9 2 2 2 2 . 1 на восходящей ветви (в начале диастолы). Оценка t 1 и t 2 дополнительно проиллюстрирована на рисунке 2. Каждая временная точка выбиралась пять раз и усреднялась, чтобы минимизировать изменчивость отдельных τ A и τ B значений.

Рисунок 1

Диаграмма для оценки комплексного сигнала МРЭ и определения морфологических изменений, а также изменений эластичности миокарда во время сердечного цикла . a: Девяносто изображений M¯( t ) были получены из изображений 360 величин M ( t ) путем временного усреднения и использовались для сегментации площади поперечного сечения левого желудочка ( α

LV ). b: Три основных шага для расчета амплитуд волн U ( t ) из 360 необработанных фазовых изображений φ( x , t ), как описано в тексте. i) развертывание, ii) интегрирование, iii) преобразование Гильберта и отображение в виде величины U ( t ).

c: Время получения изображения относительно периода вибрации (дополнительные сведения см. в тексте).

Полноразмерное изображение

Рисунок 2

Диаграмма, отображающая измерения, полученные для площади поперечного сечения левого желудочка ( α LV ) временная кривая вверху: i) продолжительность диастолы ( τ диастола = пунктир), ii) продолжительность систолы ( τ сис = пунктир), iii) диастолическая площадь поперечного сечения левого желудочка, α LV ( dia ), и iv) систолическая площадь поперечного сечения левого желудочка, α

8 LV

( sys ), и v) полученный α LV ( T2 ) На седовую систолическую ветвь и VI) α 377777 α 3777777 37777777 37777777 . ( t2 ) + на восходящей диастолической ветви площади поперечного сечения левого желудочка во времени .

Внизу рисунка показаны результаты измерения кривой амплитуды волны во времени: i) диастолический уровень амплитуды волны U ( dia ), ii) систолический уровень амплитуды волны U ( sys ), и результирующий iii) U ( t1 ) на нисходящей ветви и 1) iv) на нисходящей ветви U ( t1 ) + на восходящей ветви амплитудно-временной кривой волны.

Время изоволюметрического растяжения τ A и релаксация изоволюметрической упругости τ B показаны в середине.

Полноразмерное изображение

Статистика

Данные представлены как среднее ± стандартное отклонение. Критерий Стьюдента t использовали для проверки временных интервалов в каждой группе на наличие статистических различий. Двухвыборочный критерий Колмогорова-Смирнова был использован для проверки временных интервалов между добровольцами и пациентами на наличие статистических различий. Тест корреляции Пирсона был выполнен для проверки возможной линейной корреляции измеряемых переменных. А P -значение <0,05 считалось статистически значимым.

Результаты

Во всех экспериментах амплитуды волн снижались из-за сокращения миокарда. Изменение амплитуды волны произошло раньше, чем в области поперечного сечения левого желудочка.

Волонтеры

На рисунке 3 показаны наложенные графики U ( t ) и a LV ( t ) здорового добровольца и иллюстрирует определяемое τ А – и т Б -интервалы. У 35 добровольцев время изоволюметрического напряжения составило τ A = 136 ± 36 мс. Это время оказалось значительно больше, чем время релаксации изоволюметрической упругости, τ B = 75 ± 31 мс ( P < 0,01). Аналогичные результаты были получены при учете нормированных изоволюметрических времен, заданных τ А и т В разделить на квадратный корень из RR-интервала [2]. Кроме того, эти нормированные временные интервалы τ A ‘ = 138 ± 37 мс и τ B ‘ = 76 ± 30 мс, существенно отличались ( P <0,01). Фракция укорочения у добровольцев составила 56,0% ± 5,6%. Ни τ A ни т Б показал какую-либо значительную корреляцию с фракцией укорочения, о чем свидетельствуют низкие коэффициенты корреляции, R = 0,34 и 0,02 соответственно. Средний коэффициент сократимости τ A сис [17] добровольцев составило 0,25 ± 0,06.

Рисунок 3

Изменения амплитуды волны U ( t ) и площади поперечного сечения РН α РН ( т ) у здорового добровольца . Кардиальные интервалы изоволюметрического напряжения (τ A ) и изоволюметрической релаксации упругости ( τ B ). Для получения более подробной информации, смотрите текст. Изменения амплитуды волны U ( t ) и сечения LV α LV ( t ) у здорового добровольца. Кардиальные интервалы изоволюметрического напряжения ( τ A ) и изоволюметрической релаксации упругости ( τ B ). Для получения более подробной информации, смотрите текст.

Полноразмерное изображение

Пациенты

На рис. 4 показаны U ( t ) и a LV ( t ) пациента с легкой диастолической дисфункцией. Среднее время изоволюметрического напряжения у пациентов (τ A = 161 ± 45 мс) было аналогично τ A , измеренному у добровольцев ( P = 0,039). Напротив, релаксация изоволюметрической эластичности, τ B = 133 ± 57 мс, была значительно продлена у пациентов ( P <0,001). Нормированные временные интервалы составляли τ A ‘ = 142 ± 68 мс и τ B ‘ = 173 ± 50 мс. Фракция укорочения в группе больных составила 44,9 ± 12,6%. Как и у добровольцев, временные интервалы τ A и τ B не показали корреляции с фракцией укорочения ( R = 0,07 и R = 0,29 соответственно). Средний коэффициент сократимости пациентов (τ A sys = 0,36 ± 0,13) был выше, чем у добровольцев.

Рисунок 4

Изменения амплитуды волны U ( t ) and LV cross-sectional areas α LV ( t ) у пациента с нарушениями релаксации ЛЖ . Время изоволюметрического напряжения (τ A ) находится в диапазоне значений, измеренных у здоровых добровольцев. Напротив, время релаксации изоволюметрической упругости (τ B ) был значительно повышен у пациентов. Дальнейшие пояснения приведены в подписи к рисунку 4. Изменения амплитуды волны U ( t ) и площадей поперечного сечения ЛЖ α ЛЖ ( t ) у пациента с нарушениями релаксации ЛЖ. Время изоволюметрического напряжения (τ A ) находится в диапазоне значений, измеренных у здоровых добровольцев. Напротив, время релаксации изоволюметрической упругости (τ B ) был значительно повышен у пациентов. Дальнейшие пояснения приведены в подписи к рисунку 4.

Полноразмерное изображение

Все данные сведены в таблицу 1. На рис. 5 показаны τ A и τ B как функции двух изученных групп.

Таблица 1. Параметры, полученные с помощью MRE

Полноразмерная таблица

0061 А
) у добровольцев и у пациентов с легкой диастолической дисфункцией . Отображается среднее значение, нижний и верхний квартили, а также 50 th процентиль (медиана). Полный диапазон данных представлен усами и двумя выбросами в группе добровольцев. Значимых различий между двумя группами обнаружено не было (среднее значение τ A у добровольцев = 136 ± 36 против 161 ± 46 мс у пациентов). a: Блок-диаграмма времени изоволюметрического растяжения ( τ A ) у добровольцев и у пациентов с легкой диастолической дисфункцией. Отображается среднее значение, нижний и верхний квартили, а также 50 th процентиль (медиана). Полный диапазон данных представлен усами и двумя выбросами в группе добровольцев. Значимых различий между двумя группами обнаружено не было (среднее значение τ A у добровольцев = 136 ± 36 против 161 ± 46 мс у пациентов). b: Блок-диаграмма релаксации изоволюметрической упругости ( τ B ) у добровольцев и у пациентов с легкой диастолической дисфункцией. Отображается среднее значение, нижний и верхний квартили, а также 50 th процентиль (медиана). Полный диапазон данных представлен усами и двумя выбросами в группе добровольцев. Существуют значительные различия между средним значением т Б у добровольцев (75 ± 31 мс) и у пациентов (133 ± 58 мс).

Изображение в полный размер

Обсуждение

Временные интервалы сердечной деятельности дают представление о гемодинамике и механической функции сердца и, таким образом, являются ценными индикаторами здоровья сердца. В этом исследовании впервые проанализированы сердечные интервалы на основе изменений амплитуд эластических волн у добровольцев и у пациентов с легкой диастолической дисфункцией. Оценка комплексного сигнала при МРЭ позволила нам определить время изменения эластичности по отношению к изменениям геометрии ЛЖ из одного исследования МРЭ. Это прокладывает путь к разработке программного обеспечения, способного автоматически комбинировать основанную на величине и фазе информацию МРТ сердца. Внедрение на месте обеспечит новый метод МРТ сердца для мгновенной оценки изоволюметрического времени на основе изменений эластичности миокарда. В этом исследовании внешне индуцированные упругие волны использовались для исследования внутренней когезии механического матрикса миокарда, которая определяет его макроскопическую сдвиговую эластичность. Известно, что изменения сдвиговой эластичности биологической ткани чувствительны к прогрессированию заболевания [18–20]. В частности, функция сердца является синонимом изменения эластичности миокарда (т.е. модуля сдвига). Различные заболевания сердца связаны с дисфункциональными изменениями эластичности миокарда. Важным паттерном патологии сердца является диастолическая дисфункция, которая характеризуется повышенным модулем упругости мышц стенки желудочка при расслаблении [21–23]. Это привело к развитию методов визуализации, чувствительных к изменениям модуля сдвига в сердце [3–9].].

Важно отметить, что сердечные интервалы времени, τ A и т В , проанализированные в этом исследовании, нельзя напрямую сравнивать с изоволюметрическим временем, измеренным с помощью эхокардиографии или других более традиционных методов, основанных на аускультации, ЭКГ, фонокардиограмме или отслеживании пульса сонных артерий [24]. Методы, основанные на морфологии, позволяют нам оценить динамику геометрии сердца, такую ​​как положение клапана, объемы желудочков, напряжение тканей и кровоток или скорость ткани. При эхокардиографии в М-режиме изоволюметрические временные интервалы рассчитывали по времени открытия и закрытия аортального и митрального клапана относительно R-зубца ЭКГ [25]. Однако известная электромеханическая задержка ограничивает достоверность выводимых таким образом интервалов времени. В допплерэхокардиографии временные интервалы можно более надежно определять по скорости движения тканей [2, 26]. Поскольку оба метода оценивают изменение геометрии сердца, информация об эластичности не получена. Следовательно, постоянные времени, определенные этими методами, отличаются от τ А и т В , предложенный в этом исследовании.

Время изоволюметрической релаксации (ИВР), измеренное с помощью тканевой допплерографии, составляет 70 ± 22 мс (здоровые добровольцы в возрасте 30-40 лет) [26], что хорошо согласуется со временем релаксации упругости, τ B , измеренное в нашем исследовании (75 ± 31 мс). Известно, что этот временной интервал удлиняется при легкой диастолической дисфункции [27]. Удивительно, но время натяжения, полученное по МРЭ, τ А , в обеих группах, исследованных в нашем исследовании (136 ± 36 мс и 161 ± 46 мс), значительно больше, чем эхокардиографическое время изоволюметрического сокращения 63 ± 14 мс [26]. Это может быть связано с тем, что упругие свойства мышечной ткани нелинейны при больших деформациях, что делает измеренный волновой отклик МРЭ зависимым от растяжения [28]. Таким образом, нелинейность миокарда приводит к увеличению эластичности во время расширения желудочка, даже если мышца изначально расслаблена. При электрической активации гиперэластическое напряжение растянутого миокарда накладывается на активное сокращение, при этом связанная с растяжением гиперэластичность мышцы уменьшается. U ( t ) поэтому может уменьшаться перед систолическим сокращением, что может привести к увеличению τ A раз, чем наблюдается при эхокардиографии. Так как наш τ A и т В параметров отражают полный гистерезис напряжения-деформации миокарда, они представляют собой новый показатель сердечной динамики, клиническое значение которого еще предстоит изучить у большой группы пациентов. В этом исследовании диагностическая значимость временных интервалов сердца, основанных на эластичности, подтверждается данными, полученными у 11 пациентов, страдающих легкой диастолической дисфункцией. Тот факт, что в этой небольшой группе пациентов релаксация эластичности левого желудочка была значительно замедлена (на что указывает увеличение τ Б и т А сис ) обеспечивает дополнительную мотивацию для повышения применимости и точности МРТ сердца и для определения ее диагностической значимости.

Ограничения

Известно, что время изоволюметрического расслабления в определенной степени зависит от возраста, увеличиваясь с 74 ± 7 мс между 41 и 60 годами до 87 ± 7 мс после 60 лет [29], тогда как время изоволюметрического сокращения практически не меняется [26]. Поэтому необходимы дальнейшие исследования для изучения влияния возраста на наши результаты. Также известно, что при выраженной диастолической дисфункции время изоволюметрической релаксации укорачивается, так что этот параметр не может диагностировать тяжелую диастолическую дисфункцию при отсутствии дополнительной информации [27].

На амплитуды волн, измеренные при MRE сердца, могут влиять различные факторы. Мы не можем отличить сдвиговую эластичность от эффектов вязкости, от переориентации миокардиальных волокон, связанной с изменением кажущейся эластичности (см. обсуждение в [4]), или от нелинейных эффектов, как обсуждалось выше. В [13] показана обратная корреляция U ( t ) с желудочковым давлением. Любая дальнейшая интерпретация динамики амплитуды с точки зрения сдвиговой эластичности миокарда по-прежнему основана на модели и нуждается в экспериментальной проверке.

Заключение

МРЭ сердца предоставляет информацию с временным разрешением как о морфологии, так и о динамике эластичности сердца, которую можно объединить для определения изоволюметрического времени. Результирующие временные параметры, основанные на эластичности, включают строение ткани и механическое функционирование сердца и, таким образом, важны для оценки здоровья сердца. Будущие эксперименты с MRE сердца должны включать оценку информации о фазе и амплитуде, чтобы дополнительно оценить, в какой степени временные интервалы в MRE могут предоставить полезную диагностическую информацию.

Ссылки

  1. Tei C, Ling LH, Hodge DO, Bailey KR, Oh JK, Rodeheffer RJ, Tajik AJ, Seward JB: Новый индекс комбинированной систолической и диастолической работы миокарда: простая и воспроизводимая мера сердечной функции. – исследование в норме и при дилатационной кардиомиопатии. Дж Кардиол. 1995, 26: 357-366.

    КАС пабмед Google ученый

  2. Цуй В., Роберсон Д.А., Чен З., Мадронеро Л.Ф., Кунео Б.Ф.: систолический и диастолический временные интервалы, измеренные с помощью допплеровской визуализации тканей: нормальные значения и таблицы Z-показателей, а также влияние возраста, частоты сердечных сокращений и площади поверхности тела . J Am Soc Эхокардиогр. 2008, 21: 361-370. 10.1016/j.echo.2007.05.034.

    Артикул пабмед Google ученый

  3. Рамп Дж., Клатт Д., Браун Дж., Вармут С., Сак И.: Дробное кодирование гармонических движений в МР-эластографии. Магн Резон Мед. 2007, 57: 388-395. 10.1002/мрм.21152.

    Артикул пабмед Google ученый

  4. Сак И., Румп Дж., Эльгети Т., Самани А., Браун Дж.: МР-эластография сердца человека: неинвазивная оценка изменений эластичности миокарда по вариациям амплитуды поперечной волны. Магн Резон Мед. 2009 г., 61: 668-677. 10.1002/мрм.21878.

    Артикул пабмед Google ученый

  5. Kolipaka A, Mcgee KP, Araoz PA, Glaser KJ, Manduca A, Romano AJ, Ehman RL: МР-эластография как метод оценки жесткости миокарда: сравнение с установленной моделью давление-объем в модели левого желудочка в сердце. Магн Резон Мед. 2009, 62: 135-140. 10.1002/мрм.21991.

    Центральный пабмед Статья пабмед Google ученый

  6. Роберт Б., Синкус Р., Генниссон Дж. Л., Финк М.: Применение DENSE-MR-эластографии к сердцу человека. Магн Резон Мед. 2009, 62: 1155-1163. 10.1002/мрм.22124.

    Артикул пабмед Google ученый

  7. Bouchard RR, Hsu SJ, Wolf PD, Trahey GE: In vivo кардиометрия, управляемая силой акустического излучения, сдвиговолновая велосиметрия. Ультразвуковая визуализация. 2009, 31: 201-213.

    Центральный пабмед Статья пабмед Google ученый

  8. Хсу С.Дж., Бушар Р.Р., Дюмон Д.М., Онг К.В., Вольф П.Д., Трэхей Г.Э. Новые методы визуализации импульса силы акустического излучения для визуализации быстро движущихся тканей. Ультразвуковая визуализация. 2009, 31: 183-200.

    Центральный пабмед Статья пабмед Google ученый

  9. Kanai H: Распространение спонтанно возникающих пульсирующих колебаний в стенке сердца человека и оценка вязкоупругости in vivo. IEEE Trans Ultrason Ferrolectr Freq Control. 2005, 52:1931-1942. 10.1109/ТУФФК.2005.1561662.

    Артикул пабмед Google ученый

  10. Олифант Т.Е., Мандука А., Эхман Р.Л., Гринлиф Дж.Ф. Реконструкция комплексной жесткости для магнитно-резонансной эластографии путем алгебраического обращения дифференциального уравнения. Магн Резон Мед. 2001, 45: 299-310. 10.1002/1522-2594(200102)45:2<299::AID-MRM1039>3.0.CO;2-O.

    КАС Статья пабмед Google ученый

  11. Колипака А., МакГи К.П., Араоз П.А., Глейзер К.Дж., Мандука А., Романо А.Дж., Эхман Р. Л.: МР-эластография как метод оценки жесткости миокарда: сравнение с установленной моделью давление-объем в модели левого желудочка в сердце. Магн Резон Мед. 2009, 62: 135-140. 10.1002/мрм.21991.

    Центральный пабмед Статья пабмед Google ученый

  12. Элгети Т., Румп Дж., Хамхабер У., Папазоглу С., Хамм Б., Браун Дж., Сак И.: Магнитно-резонансная эластография сердца – первоначальные результаты. Инвестируйте Радиол. 2008, 43: 762-772. 10.1097/RLI.0b013e3181822085.

    Артикул пабмед Google ученый

  13. Элгети Т., Лауле М., Кауфельс Н., Шнорр Дж., Хамм Б., Самани А., Браун Дж., Сак И.: МР-эластография сердца: сравнение с измерением давления в левом желудочке. J Cardiovasc Magn Reson. 2009, 11-44.

    Google ученый

  14. Slama M, Maizel J: Эхокардиографическое измерение функции желудочков. Curr Opin Crit Care. 2006, 12: 241-248. 10.1097/01.ccx.0000224869.86205.1a.

    Артикул пабмед Google ученый

  15. Асбах П., Клатт Д., Хамхабер У., Браун Дж., Сомасундарам Р., Хамм Б., Сак И.: Оценка вязкоупругости печени с помощью многочастотной МР-эластографии. Магн Резон Мед. 2008, 60: 373-379. 10.1002/мрм.21636.

    Артикул пабмед Google ученый

  16. Вудрам Д.А., Романо А.Дж., Лерман А., Пандья У.Х., Брош Д., Россман П.Дж., Лерман Л.О., Эхман Р.Л.: Измерение эластичности сосудистой стенки с помощью магнитно-резонансной томографии. Магн Резон Мед. 2006, 56: 593-600. 10.1002/мрм.20991.

    КАС Статья пабмед Google ученый

  17. Weissler AM, Harris WS, Schoenfeld CD: Систолические временные интервалы при сердечной недостаточности у человека. Тираж. 1968, 37: 149-159.

    КАС Статья пабмед Google ученый

  18. Инь М., Талвалкар Дж. А., Глейзер К. Дж., Мандука А., Гримм Р. С., Россман П. Дж., Фидлер Дж. Л., Эхман Р. Л.: Оценка фиброза печени с помощью магнитно-резонансной эластографии. Клин Гастроэнтерол Гепатол. 2007, 5: 1207-1213. 10.1016/jcgh.2007.06.012. е1202

    Центральный пабмед Статья пабмед Google ученый

  19. Синкус Р., Зигманн К., Ксидеас Т., Тантер М., Клауссен С., Финк М.: МР-эластография поражений молочной железы: понимание двойственности твердое/жидкое может улучшить специфичность МР-маммографии с контрастным усилением. Магн Резон Мед. 2007, 58: 1135-1144. 10.1002/мрм.21404.

    Артикул пабмед Google ученый

  20. Wuerfel J, Paul F, Beierbach B, Hamhaber U, Klatt D, Papazoglou S, Zipp F, Martus P, Braun J, Sack I: МР-эластография выявляет нарушение целостности тканей при рассеянном склерозе. Нейроизображение. 2010, 49: 2520-2525. 10.1016/j.neuroimage.2009.06.018.

    Артикул пабмед Google ученый

  21. Zile MR, Brutsaert DL: Новые концепции диастолической дисфункции и диастолической сердечной недостаточности: Часть I: диагностика, прогноз и измерения диастолической функции. Тираж. 2002, 105: 1387-1393. 10.1161/hc1102.105289.

    Артикул пабмед Google ученый

  22. van Heerebeek L, Borbély A, Niessen HWM, Bronzwaer JGF, van der Velden J, Stienen GJM, Linke WA, Laarman GJ, Paulus WJ: Структура и функция миокарда различаются при систолической и диастолической сердечной недостаточности. Тираж. 2006, 113: 1966-1973. 10.1161/ТИРАЖАГА.105.587519.

    Артикул пабмед Google ученый

  23. Фомовский Г., Томопулос С., Холмс Дж. Вклад внеклеточного матрикса в механические свойства сердца. Дж Мол Селл Кардиол. 2009

    Google ученый

  24. О Ж.К., Таджик Ж.: Возвращение сердечных временных интервалов: феникс восходит. J Am Coll Кардиол. 2003, 42: 1471-1474. 10.1016/С0735-1097(03)01036-2.

    Артикул пабмед Google ученый

  25. Lauboeck H: Эхокардиографическое исследование времени изоволюметрического сокращения. Дж. Биомед Инж. 1980, 2: 281-284. 10.1016/0141-5425(80)-1.

    КАС Статья пабмед Google ученый

  26. Спенсер К.Т., Киркпатрик Дж.Н., Мор-Ави В., Декара Дж.М., Ланг Р.М.: Возрастная зависимость индекса Tei работы миокарда. J Am Soc Эхокардиогр. 2004, 17: 350-352. 10.1016/j.echo.2004.01.003.

    Артикул пабмед Google ученый

  27. Garcia MJ, Thomas JD, Klein AL: Новые допплеровские эхокардиографические приложения для изучения диастолической функции. J Am Coll Кардиол. 1998, 32: 865-875. 10.1016/С0735-1097(98)00345-3.

    КАС Статья пабмед Google ученый

  28. Fung YC: Сердечная мышца. В биомеханике – механические свойства живой ткани. 1993, Нью-Йорк: Springer-Verlag, 427–465.

    Google ученый

  29. Nagueh SF, Appleton CP, Gillebert TC, Marino PN, Oh JK, Smiseth OA, Wagoner AD, Flachskampf FA, Pellikka PA, Evangelista A: Рекомендации по оценке диастолической функции левого желудочка с помощью эхокардиографии. J Am Soc Эхокардиогр. 2009, 22: 107-133. 10.1016/j.echo.2008.11.023.

    Артикул пабмед Google ученый

Ссылки на скачивание

Информация об авторе

Авторы и организации

  1. Отдел радиологии, Charité – Universitätsmedizin Berlin, Campus Mitte, Charitéplatz 1, 10117, Берлин, Германия

    Thomas Elgeti, Bernd Hamm и Ingolf Sack

  2. Кафедра Cardiology и Pulomelology и Pulomelogy и Pulmylogy и Pulmylogy и Pulmylogy и Pulmylylogy и Pulomhmethmethmethmethmethmethmethmethmethmethmethmethmethmethrylylin , Campus Mitte, Charitéplatz 1, 10117, Берлин, Германия

    Mark Beling

  3. Институт медицинской информатики, Charité – Universitätsmedizin Berlin, Campus Benjamin Franklin, Hindenburgdamm 30, 12200, Берлин, Германия

    Jürgen Braun

Авторы

  1. Thomas Elgeti

    Посмотреть публикации автора

    Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

  2. Mark Beling

    Просмотр публикаций автора

    Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

  3. Bernd Hamm

    Просмотр публикаций автора

    Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Академия

  4. Jürgen Braun

    Посмотреть публикации автора

    Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

  5. Ingolf Sack

    Просмотр публикаций автора

    Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

Автор, ответственный за переписку

Томас Эльгети.

Дополнительная информация

Конкурирующие интересы

Авторы заявляют, что у них нет конкурирующих интересов.

Вклад авторов

TE, IS и BH разработали исследование. TE, MB и IS проводили эксперименты. IS, TE и JB оценили данные и провели статистический анализ. IS, TE и MB написали рукопись. TE и MB внесли одинаковый вклад в эту рукопись. Все авторы прочитали и одобрили окончательный вариант рукописи.

Оригинальные файлы изображений, представленные авторами

Ниже приведены ссылки на оригинальные файлы изображений, представленные авторами.

Оригинальный файл авторов для рисунка 1

Оригинальный файл авторов для рисунка 2

АВТОРОВЫ файл для рисунка 5

Исходный файл авторов для рисунка 6

Права и разрешения

(http://creativecommons.org/licenses/by/2.0), что разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии правильного цитирования оригинальной работы.

Перепечатки и разрешения

Об этой статье

Предсердный толчок – StatPearls – Книжная полка NCBI

Введение

Предсердный толчок – это феномен увеличения силы, создаваемой предсердиями во время сокращения. Это событие происходит в конце систолы предсердий, когда кровь течет из левого предсердия в левый желудочек. Целью предсердного толчка является увеличение потока через митральный клапан за счет увеличения градиента давления. У здорового пациента предсердный толчок может быть ответственен за от 20 до 30 % крови, перенесенной в левый желудочек, и может быть слышен как четвертый тон сердца.[1][2]

Вопросы, вызывающие озабоченность

Во время сердечного цикла диастола левого желудочка проходит в четыре фазы. А именно, изоволюметрическое расслабление, раннее диастолическое быстрое наполнение, диастаз и сокращение предсердий [3].

Изоволюметрическая релаксация происходит после того, как аортальный клапан закрывается и желудочек начинает расслабляться, что снижает внутрижелудочковое давление. Из-за снижения давления без изменения объемного состояния эта фаза является изоволюметрической. Когда давление внутри желудочка падает ниже давления в левом предсердии, кровь из левого предсердия заставляет открыть митральный клапан и позволяет крови течь в левый желудочек; эта ранняя фаза быстрого наполнения является пассивной, поскольку градиент давления позволяет быстро наполнить левый желудочек. В этот период приходится 70-80% крови, переносимой во время диастолы.

Продолжающийся пассивный ток крови через митральный клапан вызывает выравнивание давления в левом предсердии и левом желудочке, что прекращает транспорт крови. Это прекращение потока начинается с диастаза и заканчивается, когда левое предсердие сокращается. Заключительной фазой является предсердное сокращение, также известное как предсердный толчок, когда сокращение сердечной мышцы в предсердии увеличивает давление, заставляя дополнительный поток крови через митральный клапан. На этой последней фазе от 20% до 30% общего диастолического объема проходит через митральный клапан.

Вклад предсердного толчка зависит от множества факторов. Частота сердечных сокращений и ритм значительно влияют на поток от предсердного толчка. Тахикардия укорачивает диастолу со стойким сокращением времени пассивного наполнения, что позволяет толчку предсердий вносить более значительную часть переносимого объема. Ритм также имеет основополагающее значение, поскольку у пациентов с мерцательной аритмией и трепетанием предсердий не происходит синхронизированных сокращений, что снижает количество протекающего объема.

Эхокардиографическая оценка функции предсердного толчка

Поток через митральный клапан можно измерить с помощью эхокардиографии. Во время диастолы желудочков поток через митральный клапан визуализируется в виде волн «Е» и «А» с использованием допплера пульсовой волны (PWD). Зубец Е представляет собой поток через МК в начале диастолы, а зубец А возникает во время сокращения предсердий (поздняя диастола). Соотношение Е/А является одним из методов, используемых для оценки диастолической дисфункции ЛЖ. Аналогичные измерения можно использовать с тканевой допплерографией при исследовании бокового или септального кольца митрального клапана.

Потеря предсердного толчка

Предсердный толчок может отсутствовать из-за сопутствующих заболеваний, влияющих на систолу предсердий. При мерцательной аритмии и трепетании предсердий сердечные мышечные волокна предсердий сокращаются асинхронно из-за множественных или асинхронных кардиостимуляторов. Эти состояния могут уменьшить сокращение предсердий двумя способами. Во-первых, асинхронное сокращение предсердий препятствует полному сокращению, что препятствует реализации полного силового потенциала. Без адекватной компрессии предсердной крови кровоток через митральный клапан ограничен. Второй механизм уменьшения предсердного толчка возникает, когда предсердная аритмия вызывает быструю реполяризацию желудочков, уменьшая время диастолы желудочков. Это уменьшение времени диастолы желудочков уменьшило время, доступное для пассивного наполнения. Через любой механизм недостаточное наполнение левого желудочка может вызвать снижение сердечного выброса, что приведет к обмороку.

Потеря предсердного толчка идентифицируется на ЭКГ по выпадению регулярных зубцов P. Если присутствуют волны фибрилляции или классическая пилообразная форма трепетания предсердий, синхронизация сокращений предсердий не приносит пользы сердцу. У пациентов с хронической фибрилляцией предсердий и сохранной фракцией выброса учащение пульса может быть компенсаторным механизмом, используемым для преодоления сниженного сердечного выброса.

Клиническое значение

Таким образом, лечение предсердных аритмий необходимо для предотвращения потенциально опасного для жизни эпизода. Аритмии можно лечить фармакологически с помощью двух механизмов: контроля частоты или контроля ритма. Контроль ЧСС фокусируется на уменьшении быстрых желудочковых ответов, в то время как контроль ритма пытается восстановить синусовый ритм и синхронное сокращение предсердий.

Применение антикоагулянтов необходимо при мерцательной аритмии из-за повышенного риска образования тромбов.[6] Эмболизация образовавшегося сгустка также является серьезной проблемой, особенно после кардиоверсии.[7] В дополнение к контролю частоты или ритма медицинскому работнику следует рассмотреть возможность использования антикоагулянтов или альтернативных устройств у пациентов с мерцательной аритмией.[8][9] [10]

Сценарии с повышенной зависимостью от предсердного толчка

Митральный стеноз

Стеноз митрального клапана уменьшает площадь поперечного сечения, доступную для кровотока. Это сопротивление потоку уменьшает количество крови, которая может течь из предсердия в желудочек. В результате избыток остаточной крови остается в левом предсердии после пассивного потока, увеличивая зависимость от толчка предсердия для наполнения левого желудочка. Повышенное давление, оказываемое предсердием для преодоления увеличения сопротивления, вызывает ремоделирование предсердия и, в конечном итоге, дилатацию. Отдельно митральный стеноз также может привести к мерцательной аритмии.

Кроме того, вследствие митрального стеноза от легкой до умеренной степени и в условиях укороченной диастолы может возникнуть внезапный отек легких. Этот отек может проявляться одышкой при физической нагрузке с ограниченной толерантностью к физической нагрузке.

Стеноз аорты

Стеноз аорты может усилить зависимость от предсердного толчка из-за вышестоящих последствий нарушения систолической функции желудочков. Подобно митральному стенозу, аортальный стеноз ухудшает отток. Из-за уменьшения оттока в левом желудочке увеличивается диастолическое давление наполнения, что заставляет предсердия работать интенсивнее по переносу крови. У пациентов с аортальным стенозом предсердный толчок может быть причиной до 40% конечно-диастолического объема ЛЖ.

Сердечная недостаточность с сохраненной фракцией выброса

Сердечная недостаточность с сохраненной фракцией выброса (СНсФВ) вызывается нарушением расслабления левого желудочка, вызывающим диастолическую ригидность левого желудочка. Потеря податливости левого желудочка уменьшает объем, доступный для объединения крови. Снижение податливости увеличивает зависимость от предсердного толчка для преодоления ригидности и сохранения конечного диастолического объема.

Сердечная недостаточность с сохраненной фракцией выброса особенно опасна у пациентов с сопутствующими предсердными аритмиями, поскольку невозможно преодолеть потерю растяжимости левого желудочка. Было показано, что потеря систолы предсердий снижает сердечный выброс на 20-30% и имеет большое значение, особенно при диастолической дисфункции. Прямой кровоток и сократительная способность улучшаются с восстановлением синусового ритма, о чем свидетельствует улучшение гемодинамики у пациентов с сердечной недостаточностью с контролем ритма [11].

Восстановление систолы предсердий и толчка предсердий

Фармакологические и немедикаментозные методы могут помочь преодолеть признаки и симптомы, связанные с потерей предсердного толчка у пациента. Два подхода сосредоточены на восстановлении синхронизированного сокращения предсердий и уменьшении зависимости предсердного толчка.

Фармакологический регулятор скорости

Медицинское обслуживание: Бета-блокаторы и недигидропиридиновые блокаторы кальциевых каналов.

Бета-блокаторы и недигидропиридиновые блокаторы кальциевых каналов регулируют частоту сердечных сокращений, увеличивая продолжительность диастолы. Левый желудочек может получить больше крови во время пассивного раннего диастолического наполнения за счет увеличения времени наполнения. Следовательно, это уменьшает зависимость от толчка левого предсердия для надлежащего конечно-диастолического объема и сердечного выброса. Как правило, это лечение первой линии у пациентов с сердечной недостаточностью.

Абляция атриовентрикулярного узла с установкой постоянного кардиостимулятора

Абляция атриовентрикулярного узла с одновременной установкой кардиостимулятора полезна для пациентов с желудочковыми реакциями, рефрактерными к медикаментозному лечению. Этот метод контролирует частоту желудочковых сокращений, но имеет ограниченное применение из-за отсутствия превосходства.

Фармакологический контроль ритма

Медикаментозное лечение: Антиаритмические средства класса III: амиодарон, дофетилид и соталол

Антиаритмические препараты класса III могут преобразовать мерцательную аритмию в нормальные синусовые ритмы, тем самым восстанавливая систолу предсердий. Использование антиаритмических препаратов должно быть осторожным, поскольку агенты по своей природе вызывают аритмии, могут удлинять интервал QT и иметь значительные межлекарственные взаимодействия. В частности, амиодарон хорошо известен своим сложным профилем побочных эффектов и длительным периодом полувыведения.

Прямая кардиоверсия

Прямая кардиоверсия полезна у пациентов с мерцательной аритмией или трепетанием предсердий, которым не удалось провести медикаментозное лечение и у которых наблюдается продолжающаяся ишемия миокарда, гемодинамическая нестабильность и сердечная недостаточность. Неострые случаи могут быть потенциально опасными, так как тромбы могут образовываться в предсердии и, возможно, смещаться после кардиоверсии.

Катетерная абляция

У молодых пациентов без структурных заболеваний сердца катетерная аблация может быть полезна для преодоления аритмий. Используя методы радиочастотной абляции, оператор может разрушить несинусовые соединения, ответственные за аномальный ритм. Эта процедура предназначена для того, чтобы оставить один узел кардиостимулятора нетронутым для синхронизации.

Процедуры хирургического лабиринта

Процедура хирургического лабиринта может быть полезной для пациентов, перенесших операцию на сердце по поводу сопутствующих сердечных заболеваний. Используя различные техники, хирург создает рубцовую ткань в предсердиях. Поскольку рубцовая ткань не может проводить электричество, блуждающий ток останавливается, что снижает частоту несинусовых аритмий.[12]

Прочие вопросы

Будущие направления исследований 

Все описанные выше методы могут привести пациента к синусовому ритму и восстановить функцию предсердий. Тем не менее, отсутствуют доказательства и достаточные знания о причинах рецидива фибрилляции предсердий и причинах отсутствия полного восстановления предсердного толчка после конверсии синусового ритма.

Улучшение результатов работы команды здравоохранения

Предсердный толчок является важной частью сердечного цикла, поскольку он необходим для максимизации конечно-диастолического объема левого желудочка. Медицинские работники должны уметь распознавать потерю предсердного толчка. При обнаружении практикующий врач должен попытаться определить этиологию и после консультации со специалистом восстановить естественный сердечный ритм.

Ссылки

1.

Намана В., Гупта С.С., Сабхарвал Н., Холландер Г. Клиническое значение предсердного толчка. QJM. 2018 авг 01;111(8):569-570. [PubMed: 29750254]

2.

Batul SA, Gopinathannair R. Мерцательная аритмия при сердечной недостаточности: терапевтическая проблема нашего времени. Korean Circ J. 2017 Sep;47(5):644-662. [Бесплатная статья PMC: PMC5614940] [PubMed: 28955382]

3.

Schiros CG, Ahmed MI, McGiffin DC, Zhang X, Lloyd SG, Aban I, Denney TS, Dell’Italia LJ, Gupta H. Mitral Кольцевая кинетика, левое предсердие и диастолическая функция левого желудочка после восстановления митрального клапана при дегенеративной митральной регургитации. Front Cardiovasc Med. 2015;2:31. [Бесплатная статья PMC: PMC4671359] [PubMed: 26664902]

4.

Neuman Y, Pereg D, Mosseri M. Жизнь на предсердном ударе – необычный случай застревания митрального клапана. Европейское сердце J. 2011 Dec; 32 (24): 3106. [PubMed: 21622668]

5.

Мори К., Гото Т., Ямамото Дж., Муто К., Кикучи С., Ваками К., Фукута Х., Охте Н. Компенсаторное увеличение частоты сердечных сокращений отвечает за толерантность к физической нагрузке у пациентов мужского пола с перманентной мерцательной аритмией. Тохоку J Exp Med. 2018 декабрь; 246(4):265-274. [В паблике: 30568108]

6.

Durmaz E, Karpuz MH, Bilgehan K, Ikitimur B, Ozmen E, Ebren C, Polat F, Koca D, Tokdil KO, Kandemirli SG, Atici A, Ongen Z. Тромб левого предсердия у пациентов с мерцательная аритмия и при терапии пероральными антикоагулянтами; Трехмерное чреспищеводное эхокардиографическое исследование. Int J Cardiovasc Imaging. 2020 июнь;36(6):1097-1103. [PubMed: 32140812]

7.

Козел М., Мерино Дж.Л., Де Катерина Р., Хубер К., Джин Дж., Мелино М., Гётт А., Лип Г.Ю., Исследователи ENSURE-AF. Сравнение ЧПЭхоКГ и кардиоверсии без ЧПЭП при фибрилляции предсердий: исследование ENURE-AF. Евро Джей Клин Инвест. 2020 май; 50(5):e13221. [В паблике: 32150758]

8.

Сигал Д.М., Хили Дж.С. Совместное принятие решений об антикоагулянтной терапии при мерцательной аритмии: действительно ли врачи слушают? Может Джей Кардиол. 2020 апр; 36 (4): 459-461. [PubMed: 32146068]

9.

Абдельнур-Берхтольд Э. , Тоцци П., Синискальчи Г., Хайоз Д., фон Сегессер Л.К. Вспомогательное устройство для предсердий — новая альтернатива пожизненной антикоагулянтной терапии? Swiss Med Wkly. 2009 07 февраля; 139 (5-6): 82-7. [PubMed: 141]

10.

Каин МЭ. Нормальный синусовый ритм без нормального предсердного толчка. Ритм сердца. 2005 г., сен; 2 (9): 929–30. [PubMed: 16171745]

11.

Коидзуми Р., Фунамото К., Хаясе Т., Канке Ю., Шибата М., Шираиси Ю., Ямбе Т. Численный анализ гемодинамических изменений в левом предсердии из-за мерцательной аритмии. Дж. Биомех. 2015 05 февраля; 48 (3): 472-8. [PubMed: 25547024]

12.

Лоарди С., Аламанни Ф., Галли С., Налиато М., Велья Ф., Занобини М., Пепи М. Хирургическое лечение сопутствующей фибрилляции предсердий: внимание на сократимость предсердий. Биомед Рез Инт. 2015;2015:274817. [Бесплатная статья PMC: PMC4502278] [PubMed: 26229956]

Фазы сердечного цикла: определение, систола и диастола

Автор: Лоренцо Крамби MBBS, BSc • Рецензент: Димитриос Митилинаиос, доктор медицины, доктор философии
Последнее рассмотрение: 14 июня 2022 г.
Время считывания: 24 минуты

Правое предсердие сердца

Atrium dextrum cordis

1/6

Сердечный Цикл определяется как последовательность чередующихся сокращений и расслаблений предсердий и желудочков для перекачки крови по всему телу. Он начинается в начале одного сердечного сокращения и заканчивается в начале другого. Процесс начинается уже 4-я неделя беременности когда сердце впервые начинает сокращаться.

Каждый сердечный цикл имеет диастолическую фазу (также называемую диастолой ), когда камера сердца находится в состоянии расслабления и наполняется кровью, поступающей из вен, и систолическую фазу (также называемую систола ), когда камеры сердца сокращаются и перекачивают кровь к периферии через артерии. И предсердия, и желудочки подвергаются чередующимся состояниям систолы и диастолы. Другими словами, когда предсердия находятся в диастоле, желудочки в систоле и наоборот.

Ключевые факты о сердечном цикле
Диастола предсердий Пассивное заполнение предсердий
Атриовентрикулярные клапаны открыты
Систола предсердий Потенциал действия от синуатриального узла (САН)
Синхронное сокращение предсердий
Активное наполнение желудочков
Диастола желудочков Первая треть диастолической фазы (ранняя диастола желудочков): быстрый приток желудочков
Средняя треть диастолической фазы (поздняя диастола желудочков): пассивный приток или диастаз
Последняя треть диастолической фазы (предсердная диастола): наполнение желудочков за счет сокращения предсердий (20%)
Систола желудочков Изоволюметрическое сокращение – атриовентрикулярный и полулунный клапаны закрыты
Полулунный клапан открывается
Опорожнение желудочка
Конечный систолический объем

В этой статье будут обсуждаться фазы сердечного цикла и основные физиологические принципы, регулирующие этот процесс. Будет краткий обзор проводящей системы сердца, а также обсуждение нарушений, влияющих на сердечный цикл.

Содержимое

  1. Проводящая система сердца
  2. Фазы сердечного цикла
    1. Диастола предсердий
    2. Систола предсердий
    3. Диастола желудочков
    4. Систола желудочков
  3. Диаграмма Виггерса
    1. Давление в аорте
    2. Предсердное давление
    3. Желудочковое давление и объем
    4. Электрокардиограмма (ЭКГ или ЭКГ)
    5. Фонокардиограмма (тоны сердца)
  4. Механизм Франка-Старлинга
  5. Нарушения сердечного цикла
    1. Электролитный дисбаланс
    2. Сердечная недостаточность
  6. Источники

+ Показать все

Проводящая система сердца

Миокардиоциты — это уникальные клетки сердца, которые способны независимо генерировать и распространять электрическую активность от одной клетки к другой. Они могут общаться через промежутков соединений (точки проницаемости) в интеркалированных дисках (где встречаются клеточные стенки). Связь настолько эффективна, что клетки образуют синцитий , в котором ионы могут свободно и быстро перетекать из одной клетки в другую. Благодаря этой сети сердечные мышцы сокращаются почти одновременно.

Существует область субспециализированных клеток, известная как синуатриальный узел (СА-узел) . Эта область расположена вблизи устья верхней полой вены на верхнелатеральной стенке правого предсердия. СА-узел способен сокращаться быстрее, чем остальная ткань сердца, и в результате он задает темп сердечного сокращения. Поэтому он упоминается как кардиостимулятор сердца . Узел СА способен распространять свой импульс на остальную часть правого и левого предсердий по предпочтительным проводящим путям.

Существует вторичная область концентрированной проводящей ткани, известная как атриовентрикулярный узел (АВ-узел) , который расположен медиально и позади трикуспидального клапана . Подобно СА-узлу, АВ-узел также обладает автономными свойствами и способен генерировать потенциал действия. Однако эти клетки медленнее, чем в узле SA, и в результате они действуют в ответ на активность узла SA. Есть льготные межузловые пути , которые существуют для более эффективной передачи импульса на АВ-узел.

АВ-узел связан с сетью волокон, спускающихся по межжелудочковой перегородке, а затем через стенки желудочков. Начальный сегмент этого пути называется пучком His . Пучок его затем разветвляется на левую и правую ветви . Левая ветвь пучка Гиса также дает левые задних ветвей , которые несут импульсы к задней части левого желудочка. И левая, и правая ножки пучка Гиса отдают многочисленные ветви, известные как 9.1509 Волокна Пуркинье , иннервирующие желудочковый миокард.

Более подробная информация о сердце и его проводящей системе представлена ​​ниже:

Сердце Исследуйте учебный блок

Фазы сердечного цикла

События сердечного цикла начинаются со спонтанного потенциала действия в синусовом узле, как мы описали ранее. Этот стимул вызывает серию событий в предсердиях и желудочках. Все эти мероприятия «организуются» в два этапа: 

  • диастола (когда сердце наполняется кровью)
  • и систола (когда сердце качает кровь)

Во время этих двух фаз наблюдается множество различных событий, которые мы опишем в следующих параграфах.

Диастола предсердий

Правое предсердие сердца

Atrium dextrum cordis

1/3

Предсердный Диастола — самое первое событие сердечного цикла. Это происходит за несколько миллисекунд до того, как электрический сигнал от узла SA достигает предсердий. Предсердия функционируют как проводники, облегчающие прохождение крови в ипсилатеральный желудочек. Они также действуют как праймеры для перекачки остаточной крови в желудочки. Во время диастолы предсердий кровь поступает в правое предсердие через верхнюю и нижнюю полую вену и левое предсердие через легочные вены . В начале этой фазы атриовентрикулярные клапаны закрыты, и кровь скапливается в предсердиях.

Наступает момент, когда давление в предсердии превышает давление в желудочке той же стороны. Эта разница давлений приводит к открытию атриовентрикулярных клапанов, позволяя крови течь в желудочек.

Систола предсердий

Автономный синуатриальный узел инициирует потенциал действия, который распространяется по всему предсердному миокарду. Электрическая деполяризация приводит к одновременному сокращению предсердий, таким образом вытесняя оставшуюся кровь из верхних камер в нижние камеры сердца. Сокращение предсердий вызывает дальнейшее повышение давления в предсердиях.

Диастола желудочков

На ранних стадиях желудочковый диастолический атриовентрикулярный и полулунный клапаны закрыты. В эту фазу количество крови в желудочке не меняется, но происходит резкое падение внутрижелудочкового давления. Это известно как изоволюметрический релаксационный .

Хотите упростить изучение сердечного цикла? Сначала освойте анатомию сердца, используя наши 91 509 диаграмм, викторин и рабочих листов сердца , которые учат, проверяют и помогают закрепить материал.

В конце концов, давление в желудочках становится меньше давления в предсердиях, и атриовентрикулярные клапаны открываются. Это приводит к наполнению желудочков кровью, что часто называют быстрым наполнением желудочков . На его долю приходится большая часть крови, которая находится в желудочке до его сокращения. Небольшой объем крови поступает непосредственно в желудочки из полых вен. К концу диастолы желудочков любая остаточная кровь в предсердиях перекачивается в желудочек. Общий объем крови, находящийся в желудочке в конце диастолы, называется 9-м.1509 конечно-диастолический объем или преднагрузка .

Систола желудочков

Треугольник атриовентрикулярного узла

Trigonum nodi atrioventricularis

1/3

Синонимы: Треугольник Коха, Сухожилие клапана нижней полой вены

Желудочковая систола относится к периоду сокращения желудочков. Электрический импульс поступает в атриовентрикулярный узел (АВ-узел) вскоре после деполяризации предсердий. В АВ-узле имеется небольшая задержка, которая позволяет предсердиям завершить сокращение до того, как желудочки деполяризуются. Потенциал действия проходит к АВ узлу, вниз по пучку Гиса , а затем к левому пучку и правому пучку ветвей (проводящие волокна, которые проходят через межжелудочковую перегородку и ветви, чтобы иннервировать желудочки) . Эти волокна передают электрические импульсы через соответствующие территории желудочков, что приводит к желудочковые сокращения .

Когда желудочек начинает сокращаться, давление превышает давление в соответствующем предсердии, что приводит к закрытию атриовентрикулярных клапанов. При этом давления недостаточно для открытия полулунных клапанов. Следовательно, желудочки находятся в состоянии изоволюметрических сокращений – так как нет изменения общего объема (конечно-диастолического объема) в желудочке.

Когда давление в желудочке превышает давление в тракте оттока, полулунные клапаны открываются, позволяя крови покинуть желудочек. это выброс фаза сердечного цикла. Количество крови, оставшейся в желудочке в конце систолы, известно как конечно-систолический объем ( постнагрузка , от 40 до 50 мл крови). Количество крови, фактически выбрасываемое из желудочка, известно как выходной ударный объем . Отношение выходного ударного объема к конечно-диастолическому объему называется фракцией выброса и обычно составляет около 60%.

Желудочки снова входят в состояние изоволюметрического расслабления и предсердия продолжают наполняться. Процесс начинается сначала и продолжает повторяться до тех пор, пока человек жив.

Пройдите наш специальный тест, чтобы узнать, через какие структуры проходит кровь в ходе сердечного цикла!

Пользовательский тест: сердечный кровоток Начать викторину

Диаграмма Виггерса

Родившийся в Америке физиолог доктор Карл Дж. Виггерс за последние 100 лет предоставил многим студентам-медикам уникальный инструмент для понимания сердечного цикла. Диаграмма Wiggers показывает взаимосвязь между давлением и объемом во времени, а также электрическую активность сердца. Диаграмма использует левые камеры сердца, чтобы продемонстрировать:

  • Давление в аорте
  • Предсердное давление
  • Желудочковое давление
  • Объем желудочка
  • Электрокардиограмма (ЭКГ)
  • Фонокардиограмма (тоны сердца)
Диаграмма Виггерса

Давление в аорте

График давления в аорте показывает изменение давления внутри аорты на протяжении сердечного цикла. График имеет умеренный наклон , за которым следует выемка , затем меньший наклон . График заканчивается постепенным снижением, прежде чем начать заново.

Кривая аортального давления на диаграмме Виггерса

Повышение желудочкового давления во время систолы вызывает открытие аортального клапана. Давление, создаваемое в желудочке, затем передается в аорту. Стенки аорты способны расширяться благодаря своей высокой эластичности, чтобы приспособиться к внезапному резкому повышению давления. Эти изменения давления представлены первой и самой большой волной на 9-м графике.1509 аорта давление график .

В конце систолы левый желудочек перестает сокращаться, но давление в аорте остается относительно высоким. Внезапное изменение градиента давления приводит к небольшому обратному току крови в левый желудочек непосредственно перед закрытием аортальных клапанов. Это представлено на графике аортального давления резким снижением или « incisura », а затем резким повышением. Затем давление в аорте постепенно снижается в течение диастолы желудочков, пока не достигнет давления покоя.

Этот график аналогичен зависимости давления между правым желудочком и легочной артерией. Главное отличие в том, что давление значительно ниже.

Предсердное давление

Волна предсердного давления показывает изменение предсердного давления во время систолы и диастолы. Есть три существенных изменения давления, обозначенные буквами и , и и и . Изменение давления, возникающее при наполнении предсердий кровью, представлено цифрой 9.1509 волна «v» ближе к концу волны предсердного давления. Наблюдается небольшое снижение предсердного давления, соответствующее открытию атриовентрикулярного клапана. Затем следует волна «а» , которая представляет сокращение предсердий. За волной «а» следует наклон вниз по мере закрытия атриовентрикулярных клапанов. За этим следует еще одно повышение, обозначенное как волна ‘c’ . Это представляет собой выпячивание атриовентрикулярных клапанов в предсердия во время сокращения желудочков.

Предсердное давление на диаграмме Виггерса

Желудочковое давление и объем

Изменения давления и объема, происходящие в желудочке, представлены на двух отдельных кривых. Однако лучше всего их интерпретировать вместе. Кривая желудочкового давления кривая имеет две волны – начальную небольшую волну, за которой следует возврат к исходному давлению, а затем значительно большую волну. желудочковая объемная кривая , однако, имеет смесь внезапных и постепенных наклонов и наклонов на протяжении всего своего цикла.

Давление и объем желудочков на диаграмме Виггерса

Рассмотрим начало кривой объема желудочков в начале диастолы. Здесь в желудочке остается остаточный объем около 50 мл крови. В этот момент кривая давления резко снижается во время изоволюметрической релаксации. Как только давление в желудочке становится меньше давления в предсердии, открывается атриовентрикулярный клапан. Наблюдается быстрое увеличение объема желудочков с последующим медленным постепенным увеличением (в соответствии с фазой пассивного наполнения). В течение этого времени давление в желудочке остается неизменным, поскольку камера способна вместить увеличивающийся объем.

Первое повышение желудочкового давления происходит, когда предсердия сокращаются, чтобы перекачать остаточную кровь в желудочек. Это повышение не длится долго, и желудочковое давление вскоре возвращается к исходному уровню. В это время в желудочек нагнетается больше крови, доводя его до конечного диастолического или преднагрузочного объема. В начале систолы атриовентрикулярные клапаны закрыты, и желудочек находится в изоволюметрическом сокращении. Таким образом, происходит резкое увеличение давления, но объем остается прежним. Как только давление в желудочках превышает давление в аорте, аортальные клапаны открываются, и объем желудочков резко падает. По мере уменьшения объема желудочковое давление также начинает падать. В конце концов желудочек перестает сокращаться, снова входит в диастолическую фазу и начинает изоволюметрическое расслабление.

Электрокардиограмма (ЭКГ или ЭКГ)

Электрокардиограмма представляет собой графическое представление электрической активности сердца. Он состоит из серии волн, которые представляют 91 509 деполяризации 91 510, и впадин, которые представляют 91 509 реполяризации 91 510. Если вам нужно освежить в памяти основные принципы ЭКГ, обратитесь к другим статьям на сайте Kenhub, посвященным этому материалу.

Особенности электрокардиограммы

. Имеется отставание между деполяризацией миокардиоцитов и собственно сокращением мышц. В результате волны ЭКГ будут предшествовать волнам кривых давления (которые вызваны действительным сокращением сердечной мышцы). Зубец «P» , который представляет предсердную деполяризацию, предшествует зубцу «a» на графике предсердного давления. Комплекс QRS представляет собой деполяризацию желудочков, которая заставляет желудочки сокращаться. Большая волна графика желудочкового давления начинается вскоре после волны QRS. Зубец Т на ЭКГ представляет собой время реполяризации желудочков и последующего расслабления. Следовательно, эта волна начинается ближе к концу систолы.

Фонокардиограмма (тоны сердца)

Фонокардиограмма представляет сердечных звуков на протяжении всего сердечного цикла. Эти сердечные тоны, которые оцениваются во время аускультации , представляют собой эффекты сердечных клапанов, когда они закрываются. Их обычно называют звуками «лаб» и «даб».

Первый тон сердца или S1 или «лаб» тон вызван закрытием атриовентрикулярных клапанов. Это происходит в начале систолы желудочков. Его можно изобразить графически в точке после первой волны желудочкового давления. Это совпадает с зубцом «а» волны предсердного давления и зубцом «R» ЭКГ.
второй тон сердца или S2 или «дубовый» тон обусловлен закрытием полулунных клапанов. Это происходит в начале диастолы, во время фазы изоволюметрического расслабления. Он совпадает с «инцисурой» кривой давления в аорте и конечным концом зубца «Т» на ЭКГ.

Нет ничего ненормального в том, чтобы время от времени слышать третий тон сердца или S3 . Обычно это вызвано внезапным приливом крови в желудочки из предсердий. Таким образом, чаще всего это средний диастолический звук, который возникает после S2.

Механизм Франка-Старлинга

Сердце обладает замечательной способностью выдерживать увеличенный объем крови, поступающей в сердце. Фактически, увеличение конечно-диастолического объема также приводит к увеличению сердечного выброса. Этот принцип был описан двумя известными физиологами и поэтому назван механизмом сердца Франка-Старлинга . Основополагающий принцип заключается в том, что сердце будет перекачивать всю кровь, возвращающуюся к нему по венам, в физиологических пределах 9.1510 .

При увеличении преднагрузки на желудочки происходит растяжение желудочков и растяжение миокардиоцитов. Это растяжение доводит актиновые и миозиновые компоненты мышечного волокна до более оптимальной степени. Следовательно, мышечные волокна будут сокращаться с большей силой, чтобы перекачивать дополнительную кровь. Обратите внимание, однако, что этот принцип действителен только до оптимальной точки. Любое дальнейшее растяжение сверх этой точки приведет к диссоциации актин-миозинового комплекса, что затруднит возникновение сокращения.

Нарушения, влияющие на сердечный цикл

Сердечный цикл — это четко скоординированный процесс, благодаря которому кровь движется по всему телу. Это сильно зависит от жесткой хореографии событий, и любое нарушение этих событий может быть пагубным. Некоторые из этих проблем могут возникать остро (электролитный дисбаланс) или могут развиваться годами (сердечная недостаточность).

Электролитный дисбаланс

Электролиты представляют собой важные ионы, обнаруженные как внутри клеток, так и во внеклеточной жидкости. Они особенно важны для генерации и распространения потенциалов действия. Одним из особенно важных ионов, связанных с активацией мышечных потенциалов действия, является 9. 1509 калий (К+) . Ионы калия играют важную роль в изменении мембранного потенциала покоя клеток. Значительное увеличение или уменьшение количества этих ионов во внеклеточной жидкости (гиперкалиемия и гипокалиемия) может привести к летальному исходу.

Гиперкалиемия

Накопление ионов калия в крови называется гиперкалиемией . Присутствие большего количества ионов калия вне клеток изменяет электрический градиент через клеточную мембрану. В результате клеточная мембрана становится менее негативной и изначально более легковозбудимой. Однако по мере увеличения концентрации калия во время деполяризации задействуется меньше ионных каналов натрия. Это приводит к уменьшению притока ионов натрия в мышечные клетки и, следовательно, к более медленная генерация потенциала действия и, в конечном итоге, снижение проводимости импульса. Гиперкалиемия также может вызывать блокаду АВ-узла , что нарушает прохождение волны деполяризации к желудочкам.

Гиперкалиемия наиболее опасна, когда развивается в течение короткого периода времени. В то время как некоторые пациенты могут оставаться бессимптомными, другие могут жаловаться на боль в груди, одышку, мышечный паралич и сердцебиение. Есть классические знаки на Запись ЭКГ , которая сильно указывает на гиперкалиемию:

  • Зубцы T становятся высокими и остроконечными из-за внезапной реполяризации
  • Зубец P расширяется и становится уплощенным из-за паралича предсердий
  • Интервал PR уширяется за счет задержки проведения от САН к АВН
  • Комплекс QRS становится шире и может со временем сливаться с зубцом Т. Это происходит из-за блокады АВ-узла.

По существу, сердце становится вялым, расширенным и медленным. Это снижение сократительной способности приводит к уменьшению поступательного движения крови, что может быть фатальным.

Гипокалиемия

Значительное снижение количества ионов калия в крови называется гипокалиемией . Гипокалиемия оказывает противоположное влияние на мембранный потенциал, чем гиперкалиемия. Уменьшение внеклеточного калия приводит к тому, что клеточная мембрана становится более отрицательной, что приводит к увеличению электрического градиента через мембрану. Хотя это затрудняет деполяризацию других клеток, повышенный электрический градиент вызывает быстрее деполяризации миокардиоцитов. Этот эффект наиболее выражен в волокнах Пуркинье, которые наиболее чувствительны к изменениям концентрации калия.

Повышенная возбудимость в точках, отличных от места расположения кардиостимулятора, предрасполагает сердце к развитию эктопических сердечных сокращений . Это может привести к нескоординированному сокращению желудочков и различным типам желудочковых аритмий .

Кроме того, резкое падение уровня калия в сыворотке также может вызвать ингибирование некоторых калиевых ионных каналов. Это ухудшает транспорт калия из внутриклеточного во внеклеточное пространство. Следовательно, реполяризация желудочков нарушается, и клетка может стать деполяризованной преждевременно . Это может привести к реципрокным ритмам и другим аритмиям. Эти нарушения реполяризации можно оценить на ЭКГ как:

  • Уплощение и инверсия зубца T
  • Более выраженные зубцы U
  • Депрессия сегмента ST
  • Удлиненный интервал QT

Учащенное, неравномерное сердцебиение больше не способствует продвижению крови вперед по кровеносной системе.

Сердечная недостаточность

Сердечная недостаточность — это синдром, который относится к неспособности сердца продвигать кровь вперед по системе кровообращения. Часто это общий конечный путь многих различных форм сердечной недостаточности. Сердечная недостаточность может возникнуть в результате снижения сократительной способности желудочков или повышения сопротивления току крови. Оба эти фактора являются отличительными чертами систолическое дисфункция . С другой стороны, желудочки могут не расслабляться должным образом или их стенки могут быть слишком жесткими, что ухудшает наполнение сердца. Эти особенности типичны для диастолической дисфункции .

Сердечная недостаточность может быть подразделена на правожелудочковую и левожелудочковую недостаточность в зависимости от присутствующих симптомов и признаков. Пациенты с левой сердечной недостаточностью часто имеют в анамнезе хроническую, неконтролируемую (или плохо контролируемую) системную гипертензию, клапанную недостаточность или дилатационную кардиомиопатию. Пациенты могут испытывать:

  • Одышка
  • Пароксизмальная ночная одышка
  • Ортопноэ
  • Кашель с ржавой мокротой или без нее

Напротив, пациенты с правосторонней сердечной недостаточностью могут иметь в анамнезе легочную гипертензию, трикуспидальную недостаточность, стеноз легочной артерии или левожелудочковую недостаточность (обозначаемую как левосторонняя сердечная недостаточность). При отсутствии левожелудочковой недостаточности симптомы правожелудочковой недостаточности включают:

  • Периферический отек
  • Крестцовый отек
  • Асцит
  • Анасарка
  • Гепатоспленомегалия
  • Потеря веса (сердечная кахексия)

Хотя существует множество компенсаторных механизмов, которые смягчают прогрессирование сердечной недостаточности, начавшийся процесс нельзя обратить вспять. Пациенты могут продолжать компенсировать нарушение сердечной функции; у них все еще может быть острый декомпенсация после болезни или несоблюдения режима приема лекарств или ограничения в питании.

Источники

Весь контент, публикуемый на Kenhub, проверяется экспертами в области медицины и анатомии. Информация, которую мы предоставляем, основана на научной литературе и рецензируемых исследованиях. Kenhub не дает медицинских консультаций. Вы можете узнать больше о наших стандартах создания и проверки контента, прочитав наши рекомендации по качеству контента.

Каталожные номера:

  • Гайтон, А., и Холл, Дж. (2007). Учебник медицинской физиологии (11-е изд.). Индия: Эльзевир Сондерс.
  • Митчелл, Дж., и Ван, Дж. (2014). Расширение применения диаграммы Виггерса для обучения физиологии сердечно-сосудистой системы. Успехи в физиологическом образовании, 38 (2), 170-175. doi: 10.1152/advan.00123.2013
  • Неттер, Ф. (2014). Атлас анатомии человека (6-е изд.). Филадельфия, Пенсильвания: Сондерс.
  • Поллок, Дж., и Макарюс, А. (2019 г.). Физиология, сердечный цикл. Получено с https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK459327/
  • .
  • Стэндринг, С., и Грей, Х. (2008). Анатомия Грея (42-е изд.). Эдинбург: Черчилль Ливингстон/Эльзевир.

Иллюстраторы:

  • Диаграмма сердца (вид спереди) – Yousun Koh
  • Диаграмма сердца (вид сзади) – Yousun Koh
  • Диаграмма Виггерса — исправленная работа adh40, автор DanielChangMD, который переработал оригинальную работу DestinyQx; Перерисовано xavax в формате SVG [CC BY-SA 4. 0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)]
  • Характеристики электрокардиограммы — создано Агателлером (Энтони Аткиельски), преобразовано в svg по атомам. [Общественное достояние]

Сердечный цикл: хотите узнать о нем больше?

Наши увлекательные видеоролики, интерактивные викторины, подробные статьи и HD-атлас помогут вам быстрее достичь наилучших результатов.

Чем вы предпочитаете заниматься?

Видео викторины Оба

«Я бы честно сказал, что Kenhub сократил время моего обучения вдвое». – Читать далее. Ким Бенгочеа, Реджисский университет, Денвер

© Если не указано иное, все содержимое, включая иллюстрации, является исключительной собственностью Kenhub GmbH и защищено немецкими и международными законами об авторском праве. Все права защищены.

Численное моделирование процесса декомпрессии марсохода на этапе запуска

В этой статье проводится численное моделирование процесса декомпрессии марсохода с использованием FLUENT. Исследован перепад давления внутри и снаружи марсохода в результате изменения давления окружающей среды на обтекатель ракеты. С точки зрения численного моделирования разрабатываются граничные условия на выходе PROFILE и исследуется влияние настроек давления окружающей среды, временных шагов и плотности сетки для повышения точности результатов моделирования. Моделируется процесс декомпрессии отдельного большого модуля, больших и малых модулей при двух типах давления окружающей среды. Результаты показывают, что наибольший перепад давления внутри и снаружи корпуса модуля составляет менее 2200 Па. Из-за небольшого размера малого модуля результаты для отдельного большого модуля и больших/малых модулей согласуются. На перепад давления внутри и снаружи вездехода в основном влияет изменение атмосферного давления.

1. Введение

В миссии по исследованию Марса марсоход, который содержит негерметичный модуль, использует термосварку для аэродинамической тепловой защиты. Тем не менее, трудно провести количественный анализ воздухопроницаемости конструкции кабины. Кроме того, способность выдерживать давление крышки на верхней части малого конца марсохода ограничена. В процессе запуска давление окружающей среды в обтекателе ракеты резко падает, и перепад давления внутри и снаружи марсохода может превысить несущую способность кожуха. Поэтому в зоне низкого теплового потока на поверхности марсохода делаются отверстия, чтобы убедиться, что перепад давления между внутренней и внешней частью на этапе запуска находится в пределах несущей способности покрытия.

Процесс декомпрессии в модуле можно свести к процессу дефляции в контейнере, который представляет собой сложный нестационарный процесс изменения показателей политропы и коэффициентов теплоотдачи. В процессе дефляции поле скорости, поле температуры и поле давления изменяются во времени. Но в реальных инженерных вопросах его обычно упрощают как процесс адиабатического дефляции или процесс изотермического дефляции [1, 2]. Из-за сложности процесса дегазации в основном было проведено множество экспериментов на стенде для получения характеристик системной дегазации по различным параметрам [3]. С повышением уровня компьютерного численного моделирования вычислительная гидродинамика (CFD) значительно сокращает объем экспериментальной работы, но некоторые явления, такие как сложные физические границы и скорость газов, достигающая скорости звука или более в процессе дегазации , все-еще существует. Таким образом, расчет поля течения неизбежно включает в себя моделирование многомерного нестационарного течения, создание сложных сеток и большого количества сеток, а также другие вопросы [4]. Кроме того, на эффективность дегазации системы дегазации влияет множество факторов [5–7], таких как начальное давление в емкости, длина, внутренний диаметр, шероховатость внутренней стенки трубы, эффективный проходной диаметр, длина диаметр отверстия, шероховатость внутренней стенки отверстия автоматического клапана, возможность резких изменений газового тракта, внешних условий и состояния газовых сред. Джин и др. [8–10] Харбинского технологического института провели исследования процессов наполнения/сдувания пустого контейнера, предложили метод моделирования и определения коэффициентов теплообмена на основе экспериментального и теоретического анализа, экспериментально подтвердили его точность и обсужден коэффициент теплообмена от параметров состояния системы. Кроме того, Ли и соавт. В [2] рассчитано поле течения аэродинамической системы надувания/сдувания и представлена ​​методика расчета одномерного нестационарного поля течения, учитывающая трение и теплообмен. Однако в вышеупомянутом исследовании моделирование поля потока в процессе сдувания осуществляется на трубах, и модель с сосредоточенными параметрами, используемая в контейнере, не отражает изменения в распределении и изменения температуры и скорости в собственном процессе сдувания контейнера. Ли и др. [11] из Китайской академии инженерной физики исследовали время сдувания, которое требуется для системы сдувания, состоящей из большего контейнера, нескольких сегментов тонких трубок разного диаметра и длины и автоматических клапанов, при снижении начального давления на 0,6. МПа до остаточного давления 0,001 МПа путем дефляции, вывел соответствующие расчетные формулы и предложил разделить весь процесс дефляции на две фазы: звуковую и дозвуковую. Ли и др. [12] Китайской инженерно-физической академии создали формулу для изменения давления в контейнере на основе системы открытия дефляции для проектирования механизма системы дефляции в средах с низким давлением, чтобы упростить процесс расчета и сократить время расчета. . Ян и др. В работе [13] описан процесс надувания и дефляции газов под высоким давлением при постоянном объеме путем составления математических уравнений. Результаты показывают, что процессы надувания и дефляции газов совпадают с результатами модели идеального газа. Хуанг и др. В работе [14] исследованы регулирующие характеристики кольцево-щелевых регуляторов давления. Результаты показывают, что клапан регулирования давления с кольцевой щелью может лучше соответствовать требованиям регулирования давления переходных аэродинамических труб. Купцов и др. В работе [15] описаны параметры и условия вертикального выхлопа в критическом и подкритическом состояниях и предложены два метода расчета времени осушения контейнера.

В данной статье с помощью численного моделирования моделируется процесс декомпрессии марсохода на стадии взлета. Влияние настройки давления окружающей среды, временного шага и плотности сетки на результаты моделирования изучается для повышения точности результатов расчета. Исследованы закономерности изменения перепада давления внутри и снаружи модуля в результате изменения атмосферного давления в обтекателе ракеты.

2. Дизайн модели

Предметом исследования в данной работе является негерметичный модуль. Он имеет максимальный объем менее 12 м 3 , максимальный внешний диаметр 3401 мм и высоту 2608 мм. Крышка находится в верхней части модуля, а отверстие расположено в зоне слабого теплового потока на подветренной поверхности модуля диаметром 130 мм. Диаметр отверстия между большим модулем и малым модулем 35 мм. Кабель, проходящий через маленькое отверстие, имеет диаметр 20  мм. Эта структура упрощена, остались только корпуса больших/малых модулей, небольшие отверстия между модулями, кабели, отверстия на большом модуле и перегородки, как показано на рисунке 1.9.0041

Принимая расчетный пояс внутреннего давления обтекателя в качестве условия перепада давления в окружающей среде за пределами модуля, условия перепада давления, соответствующие двум рабочим условиям для исследования в этой статье, показаны на рисунках 2 (a) и 2(б) соответственно.

3. Численные методы и проверка
3.1. Вычислительные сетки и методы генерации

Методы генерации сетки являются важной частью CFD. Для создания полноструктурных сеток использовалось коммерческое программное обеспечение POINTWISE, количество сеток составляет около 1,45 миллиона. Вычислительная область состоит из трех частей: тела большого модуля, тела малого модуля и излучающей внешней области. Для обеспечения точности результатов снаружи отверстия большого модуля добавляется лучистая внешняя область вдоль направления отверстий, а граница внешней области служит граничным условием давления. На рисунках 3–6 показана топология расчетных сеток в целом, сеток поверхности стенок больших/малых модулей и сеток поверхности стенок малого отверстия и вблизи него. Жидкостная область определенного размера предусмотрена снаружи большого отверстия в большом модуле, а граничное условие установлено как выход давления для имитации давления окружающей среды снаружи модуля. В процессе дефляции система дефляции находится в герметичной среде со стабильной температурой. Поэтому предполагается, что процесс декомпрессии марсохода, исследуемого в данной статье, представляет собой изотермический процесс дефляции [11], поверхность стенки корпуса модуля использует изотермическую стенку, а температура поверхности стенки составляет 300 K.

3.2. Проверка численных схем

Модуль гидродинамического моделирования FLUENT в коммерческом программном пакете ANSYS используется для выполнения численного моделирования процесса декомпрессии модуля. В этом процессе декомпрессии скорости в большинстве областей близки к нулю. Поэтому для решения задач используется решатель на основе давления.

В процессе численной дискретизации члены адвекции дискретизируются по схеме против ветра второго порядка, а для членов диффузии используется построение методом наименьших квадратов на основе ячеек; связь давление-скорость выполняется с использованием алгоритма SIMPLE; при дискретизации по времени используется неявная схема второго порядка, применяется модель идеального газа и модель реализуемой турбулентности.

На точность расчетов в этой статье влияют три основных фактора: настройки границ атмосферного давления, временная схема и расчетные сетки. В этом разделе численные схемы проверяются по этим трем аспектам для обеспечения надежности вычислений.

3.2.1. Независимость сетки

В этом разделе выполняется проверка независимости сетки для сеток большого модуля с количеством сеток 1,18 млн, 2,10 млн и 4,03 млн соответственно, чтобы исследовать влияние плотности расчетных сеток на полученные результаты. Нижний предел внутреннего давления в условии 1, когда давление резко меняется, выбирается как давление окружающей среды, а в качестве максимального временного шага выбирается 0,02 с.

Кривые изменения массы и давления внутри большого модуля с разным количеством ячеек показаны на рисунках 7 и 8. Результаты показывают, что кривые изменения массы и давления внутри модуля в основном согласуются, несмотря на разные плотности сеток.

Кривые изменения перепада давления внутри и снаружи модуля показаны на рис. 9. Результаты показывают, что законы изменения перепада давления внутри и снаружи модуля в основном одинаковы без очевидных различий и есть только некоторая разница в максимальных значениях. Кроме того, законы изменения перепада давления не монотонны с увеличением плотности ячеек. Когда количество ячеек составляет 1,18 миллиона, соответствующий перепад давления между внутренней и внешней частью является самым большим, и результаты относительно консервативны, а также возможна экономия вычислительных ресурсов.

3.2.2. Моделирование давления окружающей среды

Крайне важно смоделировать давление окружающей среды снаружи модуля. С одной стороны, статическое давление должно быть установлено на границе выхода для граничных условий выхода давления. Установка статического давления используется только в дозвуковом потоке. Если локальная скорость потока достигает сверхзвуковой скорости, установленное давление больше не используется. Давление экстраполируется изнутри поля потока, и другие параметры потока также экстраполируются изнутри. С другой стороны, необходимо определить условия обратного потока для границ выхода давления в пользу расчета конвергенции.

Изменение давления окружающей среды вне модуля показано на рис. 2 и обычно определяется с помощью UDF или PROFILE в программе FLUENT при расчете. В этой статье используются два метода, соответственно, для подгонки и сравнения давления окружающей среды за пределами модуля, и обсуждаются результаты.

Сначала используйте определяемую пользователем функцию (UDF) для определения изменения давления окружающей среды. UDF использует полином, чтобы соответствовать характеристикам изменения давления. Как показано на рис. 2(а), верхний предел внутреннего давления для атмосферного давления 1 установить легче; как показано на рис. 10, аппроксимированные кривые хорошо совпадают с исходными данными при использовании полинома шестого порядка для аппроксимации. Однако из рисунка 2 видно, что существуют внезапные изменения нижнего предела внутреннего давления для атмосферного давления 1 и атмосферного давления 2, что затрудняет подгонку характеристик изменения давления. Следовательно, UDF не подходит для имитации внешней сложной среды давления марсохода.

Для PROFILE закон изменения атмосферного давления во времени записывается в файл, а настройки выполняются в граничных условиях выхода давления. В процессе расчета программа выполняет интерполяцию в соответствии с данными в файле, чтобы получить давление окружающей среды на каждом временном шаге и обновить расчет. Поэтому в этой статье для установки границ атмосферного давления выбран ПРОФИЛЬ.

3.2.3. Шаг по времени

При выполнении численного моделирования процесса декомпрессии в модуле шаг по времени является ключевым параметром, влияющим на точность расчета. Для выполнения требований точности и быстроты исследуется влияние шага по времени на результаты расчета. Сначала создайте двумерную осесимметричную модель для анализа. Объемы больших/малых модулей, размеры проема между большими/малыми модулями и проема в большом модуле этой модели примерно такие же, как и у исходной модели. В процессе расчета начальное давление в модуле устанавливается равным стандартному атмосферному давлению, а атмосферное давление определяется с помощью файла PROFILE.

Расчет выполняется с разными временными шагами. Закон изменения давления в модуле показан на рис. 11. Как показано на рис. 11(а), кривые падения давления, которым соответствуют разные временные шаги и количество итераций, перекрываются после создания состояния потока и потока. стабильный. Следовательно, временные шаги и количество итераций имеют меньшее влияние; однако, как показано на рис. 11(б), кривые давления, которым соответствуют большие временные интервалы, сильно колеблются в процессе создания состояния течения на начальном этапе.

Следовательно, для точного моделирования изменения скорости и давления в процессе создания состояния потока на начальной стадии используются меньшие временные шаги с учетом требований точности и быстроты; с увеличением времени расчета временные шаги постепенно увеличиваются после создания состояния потока.

Сравнительный анализ показывает, что уже при шаге по времени 0,001 с при создании стадии течения на начальной стадии давление изменяется медленно. После создания состояния потока все еще необходимо учитывать быстроту и точность при выборе конечного временного шага. Поэтому создается трехмерная вычислительная модель для больших/малых модулей и выбираются окончательные временные шаги 0,01 с и 0,02 с. Окружающее давление является нижним пределом внутреннего давления в условии 1, и численное моделирование выполняется при изменении давления внутри больших/малых модулей.

Кривые изменения атмосферного давления и давления на поверхности стенки большого модуля и поверхности дна и поверхности боковой стенки малого модуля показаны на рисунке 12. Результаты показывают, что давление в большом/малом модулях снижается по мере снижения атмосферного давления; нет существенной разницы в давлении в больших/малых модулях при использовании разных временных шагов.

Кривые перепада давления между давлением в больших/малых модулях и давлением окружающей среды показаны на рисунке 13. Результаты показывают, что различия между интенсивностью давления в днище и сбоку больших/малых модулей и давление окружающей среды почти постоянно, когда максимальные временные шаги одинаковы; различия между интенсивностью давления в различных модулях и давлением окружающей среды относительно постоянны вначале (0-30 с), когда максимальные временные шаги различны; разрыв между перепадами давления для различных модулей, которым соответствуют разные временные интервалы, постепенно увеличивается, когда давление окружающей среды уменьшается быстрее; перепады давления для различных модулей, которым соответствуют разные максимальные временные интервалы, имеют тенденцию быть одинаковыми, поскольку окружающее давление падает медленнее.

Таким образом, когда максимальный выбранный временной шаг больше, значение разницы между интенсивностью давления в различных модулях и давлением окружающей среды относительно велико, и результаты являются более консервативными. Поэтому мы выбираем 0,02 с в качестве максимального временного шага, чтобы удовлетворить требования быстроты и точности.

4. Результаты вычислений и анализ

Моделирование процесса декомпрессии в модуле. Во-первых, смоделировать декомпрессию в отдельном большом модуле и проанализировать характеристики изменения давления в большом модуле, когда атмосферное давление является верхним и нижним пределами внутреннего давления в условии 1; затем, одновременно учитывая влияние больших/малых модулей, моделировать реальный процесс дефляции больших/малых модулей и анализировать характеристики изменения давления внутри больших/малых модулей, когда давление окружающей среды является верхним и нижним пределами внутреннего давления. в условиях 1 и 2.

4.1. Расчет для отдельного большого модуля
4.1.1. Верхний предел внутреннего давления в условии перепада давления 1 выбран как атмосферное давление

Когда верхний предел внутреннего давления в условии 1 выбран в качестве атмосферного давления для граничных условий на выходе давления, кривая изменения массы газа в Большой модуль с течением времени показан на рисунке 14. Результаты показывают, что газ постепенно вытесняется из модуля, а масса газа внутри большого модуля постепенно уменьшается по мере постепенного снижения давления окружающей среды.

На рис. 15 показана кривая изменения давления на стенку и давления окружающей среды в большом модуле с течением времени. Давление в кабине уменьшается с уменьшением давления окружающей среды.

Кривая изменения перепада давления между внутренней и внешней стенкой большого модуля во времени показана на рис. 16. В начальный момент ( с) давление внутри модуля соответствует стандартному атмосферному давлению и сильно отличается от давления окружающей среды и за 1 с давление внутри модуля быстро падает, и, соответственно, быстро уменьшается перепад давления; впоследствии давление окружающей среды постепенно уменьшалось, а скорость снижения постепенно увеличивалась; в стене кабины внутри и снаружи разность давлений постепенно увеличивалась; наконец, окружающее давление падает с постепенно уменьшающейся скоростью, и перепад давления между внутренней и внешней поверхностями стенки модуля постепенно и соответственно снова уменьшается. Максимальное значение перепада давления между внутренней и внешней поверхностью стенки модуля менее 600 Па.

4.1.2. Нижний предел внутреннего давления в условии 1 выбран как атмосферное давление

Когда нижний предел внутреннего давления в условии 1 выбран в качестве атмосферного давления для граничных условий на выходе давления, кривая изменения массы газа внутри большого модуля с течением времени показано на рис. 17. Газ постепенно вытесняется из модуля, и масса газа внутри большого модуля постепенно уменьшается по мере постепенного снижения давления окружающей среды.

Кривые изменения давления на поверхности стенки большого модуля и давления окружающей среды во времени показаны на рис. 18. Давление внутри модуля уменьшается по мере уменьшения давления окружающей среды.

На рис. 19 показана кривая изменения перепада давления между внутренней и внешней стенкой большого модуля с течением времени. Результаты показывают, что в начальный момент времени (0-60 с) эта кривая аналогична кривой изменения перепада давления при условии, что верхний предел внутреннего давления выбран в качестве атмосферного давления в разделе 4. 1.1. ; после 60 с давление окружающей среды резко падает, что приводит к резкому увеличению разницы давлений внутри и снаружи модуля; затем, по мере того как модуль продолжал сбрасывать давление, перепад давления постепенно уменьшался. Максимальное значение перепада давления между внутренней и внешней стенкой модуля не превышает 1200 Па.

4.2. Расчет для больших/малых модулей
4.2.1. Верхний предел внутреннего давления в условиях перепада давления выбирается как атмосферное давление

Когда верхний предел внутреннего давления в условии 1 выбирается в качестве атмосферного давления для граничных условий на выходе давления, контур скорости в центральном сечении большого и малого модулей при  s показано на рис. 20. Результаты показывают, что скорость постепенно увеличивается вблизи отверстия для сброса давления, а при достижении выхода скорость резко возрастает, а максимальная скорость близка к Ma5, демонстрируя направленную наружу форму струи, и затем постепенно снижается.

На рис. 21 и 22 показаны кривые изменения массы газов внутри большого и малого модулей. Результаты показывают, что газ выбрасывается из модуля постепенно, а массы газов внутри больших/малых модулей постепенно уменьшаются по мере постепенного снижения давления окружающей среды.

Кривые изменения давления на поверхности внутренней стенки большого модуля, днища и боковой поверхности внутренней стенки малого модуля и давления окружающей среды во времени показаны на рис. 23. Видно, что давление внутри большие/малые модули постоянны и уменьшаются по мере падения давления окружающей среды.

Кривые изменения перепада давления между внутренней и внешней поверхностью внутренней стенки большого модуля и поверхностью днища и поверхностью боковой стенки малого модуля во времени показаны на рис. 24. В начальный момент ( с) , давление внутри модуля является стандартным атмосферным давлением, которое имеет определенную разницу давлений с давлением окружающей среды; перепад давления быстро падает, когда модуль сдувается; после этого окружающее давление снижается постепенно и с постепенно увеличивающейся скоростью, а перепад давления между внутренней и внешней поверхностью стенки модуля постепенно увеличивается; со временем окружающее давление снижается с постепенно уменьшающейся скоростью, а перепад давления между внутренней и внешней поверхностями стенок модуля постепенно снижается. Максимальное значение перепада давления между внутренней и внешней поверхностью стенки модуля составляет около 600 Па.

4.2.2. Нижний предел внутреннего давления в условии перепада давления 1 выбран как атмосферное давление

Когда нижний предел внутреннего давления в условии 1 выбран как атмосферное давление для граничных условий на выходе давления, кривые изменения массы газа большие и малые модули показаны на рисунках 25 и 26. Результаты показывают, что с уменьшением атмосферного давления газ в модуле постепенно вытесняется, а масса газа как в большом, так и в малом модулях постепенно уменьшается.

Кривые изменения давления на поверхности внутренней стенки большого модуля, поверхности дна и боковой поверхности внутренней стенки малого модуля, а также давления окружающей среды во времени показаны на рисунке 27. Давление внутри большого и малого модуля модулей уменьшается по мере падения давления окружающей среды.

Кривые изменения перепада давления между внутренней и внешней поверхностью внутренней стенки большого модуля и поверхностью днища и поверхностью боковой стенки малого модуля во времени показаны на рис. 28. В начальный момент (0 -62 с), перепад давления между внутренней и внешней стенкой модуля постепенно увеличивается с течением времени; через 62 с перепад давления достигает кратковременного пика из-за ускоренного снижения атмосферного давления; после этого увеличение перепада давления вызывает увеличение скорости декомпрессии, что приводит к быстрому падению перепада давления. Максимальное значение перепада давления менее 1200 Па.

4.2.3. Условие перепада давления 2 выбрано как давление окружающей среды

Когда условие давления 2 выбрано как давление окружающей среды в граничных условиях на выходе давления, кривые изменения массы газа в больших/малых модулях показаны на рисунках 29 и 30. результаты показывают, что газ выбрасывается из модуля постепенно, а массы газа внутри больших/малых модулей постепенно уменьшаются по мере постепенного снижения давления окружающей среды.

Кривые изменения давления на поверхности внутренней стенки большого модуля, днища и боковой поверхности внутренней стенки малого модуля и давления окружающей среды во времени показаны на рис. 31. Видно, что давление внутри большие/малые модули уменьшаются по мере снижения давления окружающей среды.

Кривые изменения перепада давления между внутренней и внешней поверхностью внутренней стенки большого модуля и поверхностью днища и поверхностью боковой стенки малого модуля во времени показаны на рис. 32. В начальный момент ( с ), давление внутри модуля является стандартным атмосферным давлением, которое имеет определенную разницу давлений с давлением окружающей среды; перепад давления быстро падает, когда модуль сдувается; после этого окружающее давление снижается постепенно и с постепенно увеличивающейся скоростью, а перепад давления между внутренней и внешней поверхностью стенки модуля постепенно и соответственно увеличивается; с течением времени давление окружающей среды снижается с постепенно уменьшающейся скоростью, а перепад давления между внутренней и внешней стенкой модуля постепенно и соответственно падает. Когда   с, давление окружающей среды резко падает до 6381 Па за 1 с, а перепад давления между внутренней и внешней поверхностью стенки небольшого модуля достигает максимума, около 2150 Па.

5. Заключение

В этой статье FLUENT используется для численного моделирования процесса декомпрессии марсохода, разработки граничных условий на выходе для PROFILE и исследования влияния настроек давления окружающей среды, временных шагов и плотности сетки на результатов моделирования для повышения точности результатов расчетов. Имитируется процесс декомпрессии отдельного большого модуля и больших/малых модулей под давлением окружающей среды условий 1 и 2. Результаты показывают, что когда атмосферное давление является верхним пределом и нижним пределом внутреннего давления в условиях 1 и 2 соответственно, максимальная разница внутреннего и внешнего давления составляет менее 600 Па, 1200 Па и 2200 Па. небольшой объем малого модуля, результаты для отдельного большого модуля и больших/малых модулей в основном согласуются. На перепад давления внутри и снаружи вездехода в основном влияют изменения атмосферного давления. В последующих исследованиях, с одной стороны, необходимо увеличить площадь отверстия и ускорить последующую производительность давления внутри модуля. С другой стороны, искажение давления окружающей среды внутри обтекателя должно быть сокращено, чтобы еще больше уменьшить перепад давления между внутренней и внешней частями марсохода.

Доступность данных

Данные, использованные для поддержки результатов этого исследования, можно получить у соответствующего автора по запросу.

Конфликты интересов

Все авторы заявляют об отсутствии возможных конфликтов интересов.

Вклад авторов

Вей Рао, Ци Ли и Жуй Чжао участвовали в разработке исследования. Weizhang Wang и Rui Zhao провели анализ данных. Weizhang Wang и Hao Yan внесли свой вклад в написание рукописи.

Благодарности

Авторы выражают благодарность Национальному фонду естественных наук Китая за поддержку (грант № 115).

Авторское право

Авторское право © 2022 Weizhang Wang et al. Эксклюзивный лицензиат Пекинского технологического института Press. Распространяется по лицензии Creative Commons Attribution License (CC BY 4. 0).

(18F) ФДГ-ПЭТ головного мозга во время цикла мочеиспускания у крыс выявляет области, участвующие в афферентной передаче сигналов мочевого пузыря | Исследование EJNMMI

  • Оригинальное исследование
  • Открытый доступ
  • Опубликовано:
  • Yves Deruyver 1,2,4 ,
  • Roma Rietjens 1,2,4 ,
  • Ян. Ван Сантвоорт 3 ,
  • Синди Кастилс 3 ,
  • Томас Воэтс 2,4 и
  • Дирк Де Риддер 1,4  

Исследование EJNMMI том 5 , Номер статьи: 55 (2015) Процитировать эту статью

  • 1556 доступов

  • 3 Цитаты

  • 10 Альтметрический

  • Сведения о показателях

Abstract

Background

Это технико-экономическое обоснование разработало экспериментальный протокол для оценки паттернов активации мозга с использованием позитронно-эмиссионной томографии с фтордезоксиглюкозой ((18F)FDG-PET) во время объемно-индуцированного мочеиспускания и изоволюметрических сокращений мочевого пузыря у крыс.

Методы

Самок крыс Sprague-Dawley анестезировали уретаном и подвергали либо объемной цистометрии мочеиспускания, либо изоволюметрической цистометрии и одновременной функциональной ПЭТ-визуализации головного мозга после инъекции (18F)ФДГ в хвостовую вену. Метаболизм глюкозы в головном мозге в обеих группах сравнивали с их соответствующими контрольными условиями (пустой мочевой пузырь). Изображения относительного метаболизма глюкозы были анатомически стандартизированы для пространства Paxinos и проанализированы по вокселям с использованием Statistical Parametric Mapping 12 (SPM12).

Результаты

Во время мочеиспускания, вызванного объемом, гиперметаболизм глюкозы наблюдался в островковой коре, в то время как поглощение снижалось в кластере мозжечка и дорсальной части среднего мозга. Относительный метаболизм глюкозы при изоволюметрических сокращениях мочевого пузыря повышался в островковой и поясной коре и снижался в мозжечке.

Выводы

Наши результаты показывают, что вызванное объемом мочеиспускание, а также изоволюметрические сокращения мочевого пузыря у крыс вызывают изменения в метаболизме головного мозга, включая активацию островковой и поясной коры, что согласуется с их ролью в картировании афферентной активности мочевого пузыря. Эти результаты согласуются с исследованиями на людях. Наши результаты служат основой для дальнейших исследований контроля мозга над нижними мочевыводящими путями у мелких лабораторных животных.

Исходная информация

Хранение мочи и мочеиспускание контролируются сложной нервной системой, расположенной в головном и спинном мозге, периферических ганглиях и нервах [1]. В последнее десятилетие стало ясно, что мозг играет решающую роль в нормальном контроле мочеиспускания, а также участвует в дисфункции нижних мочевыводящих путей (НМП). И наоборот, LUTd оказывает разрушительное воздействие на корковую активность, что приводит к нейроповеденческим последствиям, таким как повышенное возбуждение и нарушение сна [2]. Мозг не просто инициирует мочеиспускание, активируя эфферентные сигнальные пути, приводящие к сокращению детрузора, но также постоянно получает входные данные из нижних мочевыводящих путей (НМП) через афферентные пути, берущие начало в уротелии, и небольшие афферентные нервы в стенке мочевого пузыря. Сегодня хорошо известно, что изменения в этой сенсорной системе также могут приводить к НМПд [3].

Появление методов визуализации головного мозга, таких как функциональная магнитно-резонансная томография (фМРТ) и позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ), стимулировало исследования в области контроля мозга над мочевым пузырем. Хотя количество исследований с использованием изображений мозга все еще относительно невелико, они уже предоставили нам новые ценные сведения. Активация островковой коры и передней поясной коры (ACG) во время хранения мочи является очень частым явлением. Нейроанатомические и электрофизиологические исследования показывают, что они играют роль в картировании висцеральных ощущений и вегетативном моторном контроле [4]. Активация мостового центра мочеиспускания (ЦМЦ) необходима для инициации мочеиспускания, как это было продемонстрировано Баррингтоном почти столетие назад на кошке [5]. Участие других областей, таких как префронтальная кора, мозжечок и (гипо)таламус, было показано менее последовательно, и их роль остается неясной [6].

Недавно в исследованиях функциональной визуализации головного мозга у крыс с использованием фМРТ во время цистометрии было обнаружено несколько таких областей мозга в разные фазы цикла мочеиспускания, что доказывает возможность изучения супраспинального контроля НМП на моделях мелких животных [7, 8]. Однако на сегодняшний день в литературе нет данных о ПЭТ-визуализации головного мозга мелких животных, связанных с контролем НМП. ПЭТ-визуализация может подтвердить и дополнить результаты, полученные с помощью фМРТ у грызунов во время цикла мочеиспускания, и может быть ценной моделью для поступательных исследований. Методы визуализации головного мозга могут предоставить важную новую информацию о нервном контроле НМП, поскольку они позволяют изучать супраспинальный контроль мочевого пузыря как у людей, так и у лабораторных животных во время разных фаз цикла мочеиспускания. Они не только могут способствовать нашему пониманию нормальной физиологии НМП, но также могут быть полезны для лучшего понимания и лечения НМПд. Различные исследования уже предоставили доказательства связи между аберрантной обработкой данных в головном мозге и НМП у пациентов с императивным недержанием мочи, синдромом Фаулера и болезнью Паркинсона [9].].

В настоящем технико-экономическом обосновании мы разработали экспериментальный протокол для оценки метаболизма головного мозга во время объемно-индуцированного мочеиспускания и изоволюметрических сокращений мочевого пузыря у анестезированных крыс с использованием ПЭТ-изображения мозга мелких животных с целью обеспечения основы для дальнейших исследований на основе ПЭТ в это поле.

Методы

Животные

Эксперименты проводились на самках крыс линии Sprague-Dawley в возрасте 11–12 недель весом 245–289 г. Животных содержали в стандартных лабораторных условиях с 12-часовым циклом свет-темнота и свободным доступом к кормовым гранулам и водопроводной воде. Все эксперименты были одобрены Этическим комитетом KU Leuven для лабораторных животных под номером проекта P09.2/2014.

Объемное мочеиспускание и изоволюметрическая цистометрия

Объемное мочеиспускание и изоволюметрическая цистометрия выполнялись, как описано ранее [8]. Вкратце, крыс анестезировали подкожной инъекцией уретана (1,3 г/кг). Затем в купол мочевого пузыря устанавливали полиэтиленовый катетер РЕ-50 (Instech Laboratories, PA, USA) и фиксировали кисетным швом. В группе с изоволюметрической цистометрией и контрольной группе уретру перевязывали прямо под шейкой мочевого пузыря монофиламентным швом 5/0. Наконец, брюшная стенка и кожа были закрыты, и животное было переведено в лабораторию ПЭТ для мелких животных.

Позитронно-эмиссионная томография в сочетании с цистометрией

Датчик давления (Biopac Systems, Калифорния, США) и инфузионный насос (KR Analytical, Великобритания), которые были соединены с катетером мочевого пузыря через трехходовой клапан, располагались непосредственно рядом к ПЭТ-сканеру. Датчик давления регистрировали с помощью системы сбора данных (Acknowledge, Biopac Systems, Калифорния, США). Крыс устанавливали в положении лежа на термоподушке в ПЭТ для мелких животных. Для объемно-индуцированного мочеиспускания использовалась скорость инфузии физиологического раствора 200 мкл/мин. Для изоволюметрической цистометрии мочевые пузыри наполняли физиологическим раствором с постоянной скоростью 100 мкл/мин до тех пор, пока не индуцировались изоволюметрические сокращения мочевого пузыря. Если сокращения мочевого пузыря не поддерживались, вводили дополнительное количество физиологического раствора. Впоследствии хвостовые вены катетеризировали для инъекции фтордезоксиглюкозы ((18F)ФДГ). (18F)FDG был приготовлен с использованием модуля синтеза Ion Beam Applications. В среднем 25,4 ± 0,5 МБк (18F)ФДГ вводили в 500 мкл физиологического раствора. (18F)Начато приобретение FDG 90 мин после уретановой анестезии динамически в течение 90 мин (длительность кадра 4 × 15 с, 4 × 60 с, 5 × 180 с, 8 × 300 с, 3 × 600 с) сразу после введения трассера. ПЭТ-изображение мелких животных выполняли с использованием позитронно-эмиссионного томографа FOCUS 220 (Siemens/Concorde Microsystems, Теннесси, США), который имеет трансаксиальное разрешение 1,35 мм по полной ширине на половине максимума. Данные были получены в матрице 128 × 128 × 95 с шириной пикселя 475 мкм. Обоснование приобретения и кинетика изотопа у крыс были описаны ранее [10]: поглощение (18F)ФДГ неуклонно увеличивается до 60 мин после инъекции, пока не достигает устойчивого состояния, так что стимулы в течение этих 60 первых минут характерны для различий в (18F)Поглощение ФДГ.

Чтобы исследовать функциональные реакции мозга во время цикла мочеиспускания, мы протестировали две разные экспериментальные установки (рис. 1). В первой экспериментальной установке была выполнена объемно-индуцированная цистометрия мочеиспускания, при которой непрерывное наполнение мочевого пузыря и мочеиспускание индуцировались во время визуализации головного мозга (18F)FDG-PET. Двадцать самок крыс Sprague-Dawley были в равной степени разделены на две разные группы: группу с непрерывным вливанием физиологического раствора со скоростью наполнения 200 мкл/мин и, следовательно, непрерывным наполнением и опорожнением мочевого пузыря (рис. 1а), и вторую группу без введения физиологического раствора ( контрольная группа). Во второй экспериментальной установке уретру перевязывали непосредственно под шейкой мочевого пузыря, чтобы обнаружить изменения в метаболизме головного мозга во время изоволюметрических сокращений мочевого пузыря, протокол, который ранее использовался в двух исследованиях фМРТ у крыс [7, 8]. Двенадцать крыс были разделены поровну на два состояния: группу с внутрипузырным вливанием физиологического раствора до индукции изоволюметрических сокращений мочевого пузыря (рис. 1b) и группу без вливания (контрольная группа).

Рис. 1

Репрезентативные цистометрограммы a объемно-индуцированного мочеиспускания и b изоволюметрических сокращений мочевого пузыря во время 90-минутной (18F) ФДГ-ПЭТ визуализации головного мозга

Полноразмерное изображение

Обработка изображений и анализ данных ПЭТ

Для количественной оценки сканы ПЭТ были реконструированы с использованием фильтрованной обратной проекции. Параметрические изображения, основанные на стандартных значениях поглощения (SUV) (= концентрация активности (МБк/мл)/инъекционная доза (МБк)) были созданы как мера абсолютного поглощения (18F)ФДГ. Значимых различий в весе или инъекционной активности между группами не было (данные не показаны). Для анализа мы исследовали относительное поглощение (18F)ФДГ при достижении устойчивого состояния (3600–5400 с). Относительный региональный метаболизм глюкозы определяли путем нормализации данных (18F)FDG по поглощению всего мозга. Анализ предопределенного интересующего объема (VOI) выполняли на основе функционального шаблона мозга крысы на основе МРТ в стандартном пространстве Paxinos, как описано Casteels et al. [10]. Статистическое сравнение проводили с использованием непарной двухвыборочной т тест. Значимым считалось значение p 0,05 или ниже.

Чтобы получить максимальное использование информации об изображении, изображения были проанализированы на основе вокселя за вокселем с использованием статистического параметрического картирования 12 (SPM12, Welcome Department of Cognitive Neurology, UK). Для пространственной нормализации отдельные данные ПЭТ были нормализованы с использованием аффинных преобразований в изготовленные на заказ шаблоны ПЭТ головного мозга крысы в ​​стереотаксическом пространстве Паксино [10]. Это позволяет сообщать результаты в координатах, непосредственно соответствующих системе координат Rat Brain Paxinos. Для анализа СЗМ данные были сглажены изотропным гауссовым ядром 1,2 мм и проанализированы в двухвыборочном т тест. Чтобы свести к минимуму ложноположительные результаты, T карт были опрошены при пиковом пороге вокселя p . высота  = 0,005 (без поправки на множественные сравнения) и порог экстента k E  > 200 вокселей (1,6 мм 3 ), за исключением случаев, когда меньшие кластеры были нейробиологически вероятными и релевантными в свете априорных знаний (меньшие кластеры обозначены надстрочной буквой a в таблице 2).

Традиционная статистика

Традиционная статистика была выполнена с использованием GraphPad Prism 5. 1 (Graphpad Software, Калифорния, США). Данные представлены как среднее ± SEM. Рисунки были созданы с помощью программного обеспечения Origin 8.6 (OriginLab, Массачусетс, США).

Результаты

Цистометрические измерения

Средний межсократительный интервал во время мочеиспускания, вызванного объемом, составил 102,2 ± 12,68 с. Средняя амплитуда мочеиспускательных сокращений составила 26,01 ± 2,39 смH 2 O, среднее базальное давление 12,55 ± 1,36 смH 2 O, а среднее внутрипузырное давление во время 90-минутного сканирования составляло 17,67 ± 1,93 см вод. ст. 2 O. Цистометрические данные из контрольного состояния не были получены, поскольку катетер не был подключен к датчику давления, чтобы обеспечить непрерывный дренаж мочи ( таким образом, внутрипузырное давление будет равно 0 см H 2 O).

Во втором эксперименте (изоволюметрические сокращения мочевого пузыря по сравнению с пустым мочевым пузырем) среднее внутрипузырное давление во время ПЭТ в группе изоволюметрических сокращений мочевого пузыря было 390,3 ± 1,9 см вод. ст. 2 O. В состоянии пустого мочевого пузыря внутрипузырное давление снова не регистрировалось, поскольку катетер не был подключен для обеспечения непрерывного оттока мочи.

Метаболизм глюкозы в мозге при мочеиспускании, индуцированном объемом

Чтобы исследовать контроль мозга над НМП во время непрерывного наполнения мочевого пузыря и опорожнения мочевого пузыря, мы сравнили метаболизм глюкозы в мозге между группой, индуцированной объемом, и контрольной группой. Предопределенный анализ VOI в пространстве Paxinos показал значительный гиперметаболизм глюкозы в височной коре во время непрерывного наполнения мочевого пузыря и опорожнения мочевого пузыря (+3,4 ± 1,4 %, p  = 0,023). Анализ SPM12 подтвердил, что это повышенное поглощение (18F)FDG в состоянии заполнения по сравнению с пустым состоянием локализовано в островковой коре. Кластеры со сниженным поглощением глюкозы были обнаружены в мозжечке и дорсальной части среднего мозга. Подробное расположение пиков кластеров и значения p результатов СЗМ показаны в таблице 1 и на рис. 2. Других кластеров обнаружено не было.

Таблица 1 Расположение пиков для кластеров в анализе на основе вокселей ( p высота  < 0,005 без поправок, k E > 200) в тестировании T для мочеиспускания, индуцированного объемом ( N = 10) против пустого мочевого пузыря ( N = 10)

Полноразмерный таблица

Рис. 2

CORONALAL срезы головного мозга с наложением кластеров с повышенным относительным поглощением (18F)ФДГ ( желто-красный ) и пониженным относительным поглощением (18F)ФДГ ( синий ). a Мочеиспускание, вызванное объемом ( n  = 10) по сравнению с пустым мочевым пузырем ( n  = 10). b Изоволюметрические сокращения мочевого пузыря ( n  = 6) по сравнению с пустым мочевым пузырем ( n  = 6). AIV agranular insular cortex, 7Cb 7th cerebellar lobule, 5Cb 5th cerebellar lobule, ECIC external cortex inf colliculus, Cg1 cingulate cortex, DI dysgranular insular cortex

Full size image

Brain glucose метаболизм при изоволюметрических сокращениях мочевого пузыря

Чтобы проверить, вызывают ли изоволюметрические сокращения мочевого пузыря супраспинальные метаболические изменения, мы сравнили метаболизм глюкозы в головном мозге между группой, получавшей изоволюметрические сокращения мочевого пузыря, и контрольной группой. Предопределенный анализ VOI показал значительный гиперметаболизм глюкозы в височной коре в условиях изоволюметрического сокращения по сравнению с состоянием пустого мочевого пузыря (+6,3 ± 2,3%, p  = 0,019). Поглощение было снижено в правом мозжечке (-6,1 ± 1,6%, p  = 0,005). Как показано в таблице 2 и на рис. 2, анализ на основе вокселов подтвердил повышенное поглощение (18F)ФДГ в островковом кластере и меньшем кластере, расположенном в поясной коре. Кластер со сниженным поглощением (18F)ФДГ снова был обнаружен в правом полушарии мозжечка (рис. 2). Других кластеров не обнаружено.

Таблица 2 Расположение пиков для кластеров в анализе на основе вокселей ( p высота  < 0,005 без поправки, к E > 200) в тестировании T для изоволюметрического сокращения ( N = 6) против пустого мочевого пузыря ( N = 6)

Полноразмерные таблицы

Дискуссия

С тех пор. Благодаря возможности изучения супраспинального контроля над мочевым пузырем и уретрой с помощью ПЭТ и фМРТ, повышенный интерес был сосредоточен на контроле головного мозга над НМП и его связи с НМПд. Использование этих методов визуализации у мелких лабораторных животных позволяет проводить различные эксперименты, которые невозможны для людей, и может помочь нам лучше понять супраспинальный контроль цикла мочеиспускания.

В этом технико-экономическом обосновании мы разработали протокол ПЭТ-ФДГ на мелких животных (18F) для изучения контроля мозга над НМП во время мочеиспускания, вызванного объемом, а также при изоволюметрических сокращениях мочевого пузыря. По сравнению с изоволюметрическими сокращениями мочевого пузыря, мочеиспускание, вызванное объемом, является более физиологическим состоянием, поскольку уретра остается свободной. Однако у него есть недостаток, заключающийся в том, что он представляет собой комбинацию как наполнения мочевого пузыря, так и опорожнения мочевого пузыря, которые нельзя проанализировать отдельно из-за кумулятивного поглощения глюкозы мозгом и ограниченного временного разрешения. Изоволюметрические сокращения мочевого пузыря ранее использовались для изучения контроля мозга у крыс с помощью фМРТ [7, 8] и, скорее всего, представляют собой максимальный афферентный вход мочевого пузыря в центральную нервную систему, но менее физиологичны из-за обструкции уретры из-за перевязки уретры и мочевого пузыря (более ) растяжение.

Мы продемонстрировали, что постоянное наполнение мочевого пузыря, а также наполненность мочевого пузыря у крыс вызывают изменения в активации мозга, аналогичные изменениям, наблюдаемым в предыдущих исследованиях визуализации головного мозга крыс и людей при больших объемах мочевого пузыря, а именно активация островковой и поясной коры [4]. Поскольку функциональная визуализация мозга не дает представления о функциях обнаруженных областей, об их функции можно судить только на основании предыдущих электрофизиологических и нейроанатомических экспериментов. Хорошо известно, что афференты мочевого пузыря передаются в периакведуктальном сером (PAG) и таламусе, а затем проходят в более дистальные области, такие как островковая и передняя поясная кора [11]. Эти нейроны представляют многие аспекты физиологических состояний тканей организма [12]. Активация в обоих регионах уже была обнаружена во время цикла мочеиспускания у грызунов с помощью фМРТ [7, 8]. Совместная активация островковой коры и ACG часто выявляется в исследованиях функциональной визуализации мозга [13] и почти во всех исследованиях визуализации мозга, связанных с НМП у людей [14]. У женщин с нормальной функцией мочевого пузыря островковая активация также усиливается при больших объемах мочевого пузыря и сильном позыве к мочеиспусканию [4]. ACG также участвует в ощущении наполненности мочевого пузыря и связана с эмоциональными и мотивационными аспектами мочеиспускания [15]. Среди других функций АКГ можно рассматривать как область коры, связанную с мотивацией [16].

Наши результаты также показывают гипометаболизм глюкозы в мозжечке при обоих состояниях (таблицы 1 и 2 и рис. 2). Об участии мозжечка в контроле мочеиспускания сообщалось в нескольких исследованиях визуализации головного мозга человека [17–19], но его точная роль остается неясной. Было высказано предположение, что он играет роль в координации мышц тазового дна [20]. Вовлечение области в дорсальной части среднего мозга (таблица 1 и рис. 2а) также было обнаружено при фМРТ-исследовании у крыс и, возможно, может быть связано с активацией ноцицептивных афферентных нервов мочевого пузыря после измерения экспрессии гена в мозгу на раннем этапе после раздражения мочевого пузыря. с циклофосфамидом идентифицировали эту область [21]. Тем не менее, это остается спекулятивным, поскольку в исследованиях изображений головного мозга человека такая область не была обнаружена [7].

ФМРТ и ПЭТ головного мозга являются очень взаимодополняющими методами изучения метаболических процессов в головном мозге, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки. ПЭТ требует инъекции радиоактивного изотопа, который концентрируется в метаболически активных областях мозга: (18F)ФДГ поглощается переносчиками глюкозы и захватывается внутри клетки в результате фосфорилирования [22]. фМРТ измеряет изменяющуюся пропорцию оксигенированного и деоксигенированного гемоглобина в активированных областях мозга. ПЭТ-визуализация головного мозга достаточно чувствительна, чтобы обнаруживать тонкие изменения в метаболизме головного мозга, поскольку для запуска специфического накопления визуализирующего агента требуется небольшое количество рецепторов, в то время как фМРТ требует повторных испытаний для увеличения отношения сигнал/шум [23]. ПЭТ дает практическое преимущество в этом типе исследования: цистометрическое оборудование может быть размещено непосредственно рядом со сканером, в то время как при фМРТ это невозможно из-за сильного магнитного поля. Однако из-за накопления индикатора в активированных областях мозга временное разрешение ПЭТ более ограничено, чем у фМРТ.

Поскольку временное разрешение (18F)ФДГ очень ограничено (период полураспада 110 минут), мы получили усредненные изображения во время объемно-индуцированного мочеиспускания и изоволюметрических сокращений мочевого пузыря. Это усреднение неизбежно приводит к свертыванию множества нейронных процессов, когда информация об интересующих областях мозга может быть потеряна. Однако из-за использования этого конкретного метода и трассировщика в настоящее время невозможно улучшить временное разрешение. (15O)-H 2 O, который имеет более короткий период полураспада, ранее использовался в исследованиях ПЭТ человека, направленных на контроль головного мозга за LUT. Однако из-за нашего ограниченного опыта работы с этим индикатором, доступности (18F)ФДГ и его доказанной достоверности в исследованиях на животных [24] мы предпочли (18F)ФДГ в качестве метаболического индикатора для проведения этого исследования. Помимо временного разрешения, также ограничено пространственное разрешение ПЭТ-изображения глюкозы из-за ограниченного разрешения томографа и относительно небольшого размера мозга крыс. Для повышения чувствительности мы усредняли метаболические изображения мозга. Из-за накопления индикатора в метаболически активных областях мозга этот метод также не подходит для повторного тестирования на одном и том же животном. Предпочтительно использовать две или более различных групп животных для тестирования различных условий. Другим ограничением этого исследования является использование уретановой анестезии. Хотя это кажется лучшим доступным анестетиком для поддержания реакции мочеиспускания, он ухудшает функцию мочевого пузыря [25]. С другой стороны, анестезия сводит к минимуму влияние других мозговых процессов, таких как внимание и эмоции, которые также, весьма вероятно, влияют на функцию мочеиспускания.

Другие исследования также предоставили доказательства участия других областей мозга в нервном контроле НМП, таких как околоводопроводный отдел серого мозга, мостовой центр мочеиспускания, таламус, гипоталамус, миндалевидное тело и базальные ганглии [14]. В двух исследованиях уже описана активация мозга при цистометрии у крыс [7, 8]. Тай и др. показали активацию сходных областей мозга во время накопления и опорожнения (то есть островковой и поясной коры). Вонг и др. также описана активация островковой коры во время рефлекторного мочеиспускания. Ни в одном из этих исследований не рассматривались области дезактивации. Кроме того, в нескольких исследованиях на людях сообщалось об одно- или двусторонней активации областей мозга. Однако в этом исследовании мы обнаружили только одностороннюю активацию и деактивацию областей мозга, как описано выше. В целом, межвидовая изменчивость (человек против крысы), различия в методах визуализации ((18F)FDG- или (15O)H 2 О-ПЭТ в сравнении с фМРТ), экспериментальная установка (наполнение мочевого пузыря и/или опорожнение), технические аспекты сканера (пространственное и временное разрешение), различные протоколы анализа и использование анестезии (уретана) потенциально влияют на исход функциональная визуализация мозга и, таким образом, может объяснить эти очевидные различия между исследованиями визуализации мозга при контроле НМП.

В совокупности наши результаты демонстрируют возможность изучения метаболизма головного мозга, связанного с НМП, на крысиной модели во время цистометрии с использованием (18F)ФДГ-ПЭТ. Более того, наши результаты дополняют результаты предыдущих нейроанатомических и электрофизиологических исследований, а также исследований мозга человека и крыс [7, 8, 19]. , 26].

Выводы

В этом технико-экономическом обосновании мы показываем, что (18F)FDG-ПЭТ головного мозга является ценным методом для изучения супраспинального контроля НМП у крыс. Он дополняет фМРТ у мелких лабораторных животных, технически менее сложен и очень чувствителен для обнаружения небольших метаболических нейронных изменений. Мы показываем, что вызванное объемом мочеиспускание, а также наполненность мочевого пузыря у крыс провоцируют изменения в метаболизме головного мозга, аналогичные изменениям, обнаруженным у людей, включая активацию островковой и поясной коры, что согласуется с их ролью в картировании афферентной активности мочевого пузыря. Наши результаты служат основой для дальнейших исследований контроля мозга над LUT у мелких лабораторных животных.

Сокращения

(18F)ФДГ-ПЭТ:

Позитронно-эмиссионная томография с фтордезоксиглюкозой

ACG:

передняя поясная кора

ФМРТ:

функциональная магнитно-резонансная томография

ТУ:

нижние мочевые пути

LUTd:

дисфункция нижних мочевыводящих путей

PAG:

периакведуктальный серый

PMC:

центр мочеиспускания моста

SPM12:

Статистическое параметрическое картирование 12

внедорожник:

стандартные значения поглощения

VOI:

объем процентов

Ссылки

  1. Рикенбахер Э., Баез М.А., Хейл Л. Влияние гиперактивного мочевого пузыря на головной мозг: центральные последствия висцеральной патологии. 2008.

    Google ученый

  2. Канай А., Андерссон К-Э. Афферентная передача сигналов мочевого пузыря: недавние результаты. Дж Урол. 2010; 183:1288–95.

    Центральный пабмед КАС Статья пабмед Google ученый

  3. Гриффитс Д., Тадич С.Д., Шефер В., Резник Н.М. Церебральный контроль над мочевым пузырем у женщин в норме и у женщин с императивным недержанием мочи. Нейроизображение. 2007; 37:1–7.

    Центральный пабмед Статья пабмед Google ученый

  4. Гриффитс Д., Тадич С.Д. Контроль мочевого пузыря, ургентность и императивное недержание мочи: данные функциональной визуализации головного мозга. Нейрурол Уродин. 2008; 27: 466–74.

    Артикул Google ученый

  5. Tai C, Wang J, Jin T, Wang P, Kim S-G, Roppolo JR и др. Мозговой переключатель для рефлекторного контроля мочеиспускания, обнаруженный с помощью FMRI у крыс. J Neurophysiol Am Physiol Soc. 2009; 102: 2719–30.

    Артикул Google ученый

  6. Вонг К., Бун Т.Б., Вонг С.Т.С., Муноз А. Функциональные взаимодействия головного мозга во время рефлекторного мочеиспускания отсутствуют у крыс с травмой спинного мозга и нейрогенным мочевым пузырем. Нейрурол. Уродын. 2015;34:469–74.

    КАС Статья Google ученый

  7. Фаулер CJ, Гриффитс DJ. Десять лет применения функциональной визуализации мозга для контроля мочевого пузыря. Нейрурол Уродин. 2010;29:49–55.

    Google ученый

  8. Casteels C, Vermaelen P, Nuyts J, Van Der Linden A, Baekelandt V, Mortelmans L, et al. Построение и оценка вероятностных атласов ПЭТ мелких животных с несколькими индикаторами для функционального картирования мозга крыс на основе вокселей. Дж Нукл Мед. 2006; 47: 1858–66.

    ПабМед Google ученый

  9. Крейг А.Д. Восходящий общий гомеостатический афферентный путь, берущий начало в пластинке I. Prog Brain Res. 1996; 107: 225–42.

    КАС Статья пабмед Google ученый

  10. Critchley HD, Mathias CJ, Josephs O, O’Doherty J, Zanini S, Dewar B-K, et al. Человеческая поясная кора и вегетативный контроль: конвергенция нейровизуализации и клинических данных. Мозг. 2003; 126:2139–52.

    Артикул пабмед Google ученый

  11. Гриффитс ДиДжей, Фаулер СиДжей. Переключатель мочеиспускания и его влияние на передний мозг. Acta Physiol (Oxf). 2013; 207: 93–109.

    КАС Статья Google ученый

  12. Китта Т., Мицуи Т., Канно Ю., Тиба Х., Мория К., Шинохара Н. Сеть управления мозговым пузырем: неразгаданная урологическая тайна 21 века. Int J Урол. 2015;22:342–8.

    Артикул пабмед Google ученый

  13. Нур С., Сварер С., Кристенсен Дж., Полсон О.Б., Лоу И. Активация головного мозга во время мочеиспускания у нормальных мужчин. Мозг. 2000; 123:781–9.

    Артикул пабмед Google ученый

  14. Мацуура С., Какидзаки Х., Мицуи Т., Шига Т., Тамаки Н., Коянаги Т. Реакция области головного мозга человека на растяжение или холодовую стимуляцию мочевого пузыря: исследование позитронно-эмиссионной томографии. Дж Урол. 2002;168:2035-9.

    Артикул пабмед Google ученый

  15. Гриффитс Д., Дербишир С., Стенгер А., Резник Н. Мозговой контроль нормального и гиперактивного мочевого пузыря. Дж Урол. 2005; 174:1862–7.

    Артикул пабмед Google ученый

  16. Сесеке С., Баудевиг Дж., Калленберг К., Рингерт Р.Х., Сесеке Ф., Дехент П. Произвольный контроль мышц тазового дна — исследование фМРТ. Нейроизображение. 2006; 31: 1399–407.

    КАС Статья пабмед Google ученый

  17. Bon K, Lanteri-Minet M, de Pommery J, Michiels JF, Menetrey D. Циклофосфамидный цистит как модель висцеральной боли у крыс. Исследование структур заднего мозга, участвующих в висцероцепции и ноцицепции, с использованием экспрессии белков c-Fos и Krox-24. Опыт Мозг Res. 1996; 108: 404–16.

    КАС Статья пабмед Google ученый

  18. Mier W, Mier D. Преимущества функциональной визуализации головного мозга. Передний гул нейронов спереди. 2015;9:249.

    Google ученый

  19. Thompson SJ, Millecamps M, Aliaga A, Seminowicz DA, Low LA, Bedell BJ, et al. Метаболическая активность мозга, свидетельствующая о постоянной боли в крысиной модели невропатической боли. Нейроизображение. 2014;91: 344–52.

    Центральный пабмед Статья пабмед Google ученый

  20. Schneider MP, Hughes FM, Engmann AK, Purves JT, Kasper H, Tedaldi M, et al. Новая уродинамическая модель для оценки нижних мочевыводящих путей у бодрствующих крыс. BJU Int [Интернет]. 2015; 115 Приложение 6:8–15.

    Артикул Google ученый

  21. Блок Б.Ф., Виллемсен А.Т., Холстедж Г. ПЭТ-исследование контроля над мочеиспусканием мозга у людей. Мозг. 1997; 120 (ч. 1): 111–21.

    Артикул пабмед Google ученый

Загрузить ссылки

Благодарности

Дирк Де Риддер — старший научный сотрудник FWO Vlaanderen, а Синди Кастилс — научный сотрудник FWO Vlaanderen. Эта работа была поддержана грантами бельгийского федерального правительства (IUAP P7/13) и Исследовательского совета KU Leuven (PF-TRPLe).

Информация об авторе

Авторы и филиалы

  1. Лаборатория экспериментальной урологии, отделение развития и регенерации, KU Leuven, Herestraat 49, 3000, Leuven, Бельгия

    Yves Deruyver, Roma Rietjens, Jan Franken & Dirk De Ridder Laboratory

  2. 1 исследований ионных каналов, отделение клеточной и молекулярной медицины, KU Leuven, Leuven, Belgium

    Yves Deruyver, Roma Rietjens, Jan Franken, Silvia Pinto и Thomas Voets

  3. Отделение ядерной медицины, отделение визуализации и патологии, KU Leuven, Левен, Бельгия

    Ann Van Santvoort и Cindy Casteels

  4. TRP Channel Research Platform Leuven (TRPLe), KU Leuven, Herestraat 49, 3000, Leuven , Бельгия

    Yves Deruyver, Roma Rietjens, Jan Franken, Silvia Pinto, Thomas Voets и Dirk De Ridder

Авторы

  1. Yves Deruyver

    Вы также можете искать этого автора в публикациях

    90 PubMed Google Академия

  2. Roma Rietjens

    Просмотр публикаций автора

    Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

  3. Jan Franken

    Просмотр публикаций автора

    Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

  4. Silvia Pinto

    Просмотр публикаций автора

    Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

  5. Энн Ван Сантвоорт

    Посмотреть публикации автора

    Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

  6. Cindy Casteels

    Просмотр публикаций автора

    Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

  7. Thomas Voets

    Просмотр публикаций автора

    Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

  8. Dirk De Ridder

    Посмотреть публикации автора

    Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

Автор, ответственный за переписку

Дирк де Риддер.

Дополнительная информация

Конкурирующие интересы

Авторы заявляют об отсутствии конкурирующих интересов.

Вклад авторов

Концепция и дизайн исследования: YD, RR, JF, CC, TV, DDR. Сбор данных: YD, RR, AVS. Техническая поддержка: АВС, СП. Анализ и интерпретация данных: YD, RR. Составление рукописи: Ю.Д. Критическая редакция рукописи: RR, JF, SP, CC, TV, DDR. Надзор: ТВ, ГДР. Все авторы прочитали и одобрили окончательный вариант рукописи.

Права и разрешения

Открытый доступ Эта статья распространяется в соответствии с условиями международной лицензии Creative Commons Attribution 4.0 (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/), которая разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии вы должным образом указываете автора (авторов) и источник, предоставляете ссылку на лицензию Creative Commons и указываете, были ли внесены изменения.

Перепечатки и разрешения

Об этой статье

Качество изображения и доза облучения при коронарной КТ-ангиографии

Доктор Коллинз в настоящее время является резидентом третьего курса радиологии в Университете г. Калифорния-Сан-Франциско, Сан-Франциско, Калифорния. он получил свое степень доктора медицины в Школе Файнберга Северо-Западного университета. медицины в Чикаго, штат Иллинойс, и прошел интернатуру в Королевский медицинский центр, Гонолулу, Гавайи. Он планирует заняться Стипендия по сердечно-сосудистой визуализации, за которой следует интервенционное Стипендия радиологии.

Неинвазивная точная морфологическая визуализация коронарных артерий артерий является Святым Граалем неотложной медицины, кардиологии и радиология. Коронарные артерии представляют собой мелкие сосуды, требующие субмиллиметровое изотропное разрешение для разрешения дистальных ветвей. Высокое временное разрешение априори замораживает движения сердца. Алгоритмы снижения дозы и протоколы с низкими дозами уменьшили доза коронарной КТ-ангиографии (КТА) до дозы, сравнимой с катетерная ангиография. В этой статье речь пойдет о коронарных методика КТА, составляющие качества изображения, радиационная дозиметрия, и экспозиция.

Впервые выполнена морфологическая визуализация коронарных артерий на электронно-лучевых компьютерных томографах (EBCT) в 1984 году. 1,2 Преимущества включали временное разрешение от 50 до 100 мс. 3 Плохое разрешение по оси Z, ограниченный охват объема и низкая мощность ограничивала его использование для коронарной КТ-ангиографии (КТА). 4

Внедрение спиральной мультидетекторной компьютерной томографии (МСКТ) в 1990-е произвел революцию в визуализации коронарных артерий. Улучшения в объемный охват был достигнут за счет одновременного получения 4 срезов за оборот гентри, что сокращает время сбора данных до 40 секунды. Эффективное временное разрешение 250 мс ограничено изображением качественный. Алгоритмы многосегментной реконструкции были разработаны для преодолеть это ограничение. 5 Несмотря на улучшение осевой коллимации до 1 мм, частичный объем артефакты оставались проблематичными. 6,7

МДКТ-сканеры на 16 срезов с одновременным получением 12 до 16 срезов, что еще больше сократило время сбора данных до 15–20 секунд. Скорость вращения гентри увеличена до 375 мс. Улучшено пространственное разрешение с осевой коллимацией до 0,75 мм. Следователи сообщили о меньшем недиагностические сегменты с улучшением точности по сравнению с 4-срезовые сканеры. 8,9 Плохое временное разрешение потребовало фармакологической частоты сердечных сокращений. редукцию и использование алгоритмов многосегментной реконструкции. Артефакты частичного объема оставались сложными у пациентов с стенты и высокие баллы по шкале Агатсона. 10-

В 2004 г. были представлены шестьдесят четыре срезовых МДКТ-сканера. 64-срезовый сканер последнего поколения (SOMATOM Sensation 64, Siemens Medical Solutions, Форххайм, Германия) позволяет одновременно получение 64 перекрывающихся срезов с помощью расширенной z-выборки методы, улучшающие временное разрешение изотропных вокселей 0,4 мм. 13 Увеличение охвата объема на один оборот гентри при сборе данных время от 5 до 14 секунд находится в пределах комфортной задержки дыхания для всех но самые одышечные больные. Эффективное временное разрешение 165 мс достигается с помощью алгоритмов частичного сканирования. Много исследователи рекомендуют рутинные фармакологические средства для снижения частоты сердечных сокращений лекарства. 14,15

Недавнее появление сканера МДКТ с двумя источниками (SOMATOM Определение, Siemens Medical Solutions, Форххайм, Германия) представил решение ограниченного временного разрешения, достижимого с системами с одним источником. Объединение нескольких источников рентгеновского излучения в улучшение временного разрешения при КТ впервые было описано в 1979 г. Робб и Ритман. 16,17 Включение второго источника рентгеновского излучения и массива детекторов в смещение портала 90˚ позволяет получать данные полускана в четверть оборота гентри. Эффективное временное разрешение 83 мс достигается без использования многосегментной реконструкции алгоритмы. Улучшенное временное разрешение позволяет независимая от частоты сердечных сокращений визуализация и четкая визуализация внутрисердечные структуры. 4,18-20

Компания Toshiba Medical представила сканер на 256 срезов. Системы (Охтавара, Япония). В этом сканере используется конструкция с коническим лучом. с охватом по оси Z 12,8 см за один оборот, что позволяет охват всего сердца без движения стола. 21-23 Получение стационарного объема устраняет артефакты интерполяции. Пространственное разрешение улучшено за счет элементов детектора 0,5 мм. Скорость вращения портала на альфа-прототипе достигает 350 об/мин. мс 24 Относительно высокая доза облучения, связанная с конусно-лучевым Источник рентгеновского излучения является ограничением этой конструкции сканера. 22 Следователи предложили перспективные закрытые приобретения и улучшенная конструкция детектора как решение этой проблемы. 22,25

Техника КТА

Несколько аспектов техники КТА коронарных артерий имеют отношение к этому обсуждение качества изображения и дозы облучения.

Ожидаемое срабатывание

Проспективное срабатывание инициирует КТ-сканирование в указанное время. точку в сердечном цикле (рис. 1А). Это исходя из длины недавнего интервала RR на электрокардиограмме (ЭКГ) (т.е. 60% интервал R-R или 500 мс после зубца R). Сбор данных продолжается в течение выбранного периода времени (т. е. времени, соответствующего 20% интервала R-R). Меньшая доза облучения является преимуществом предполагаемое срабатывание. К недостаткам можно отнести восприимчивость к вариабельность сердечного ритма, невозможность редактирования данных для компенсации аритмии и ограниченные сердечные фазы для реконструкции данных. Функциональные параметры можно определить, включая конечную систолу. и конечная диастола в триггерных приобретениях. 25

Ретроспективное стробирование

Ретроспективно стробированные снимки записывают ЭКГ одновременно со сканированием КТ. Данные визуализации собираются на протяжении всего сердечный цикл (рис. 1В). Объемные данные могут быть восстановлены в любой точки в систоле или диастоле. Преимуществом этой техники является возможность редактировать запись ЭКГ, чтобы исключить данные, полученные после эктопические экстрасистолы. Сердечные функциональные параметры, такие как выброс Фракция, подвижность стенок и утолщение миокарда также могут быть оценивается.

Мультисегментация

Мультисегментация означает получение данных о сердечном цикле в точка вдоль оси Z от ≥2 соседних сердечных сокращений (рис. 2). Хотя это эффективное решение для ограниченного временного разрешения, техника особенно чувствительна к изменчивости от удара к удару и эктопические экстрасистолы. Шаг обязательно уменьшается, увеличивая развертку время и доза облучения.

Ядро свертки

Ядра CT представляют собой фильтры, предназначенные для улучшения конкретных пространственных частоты. Резкие фильтры применяются, когда объекты с высокой плотностью такие как стенты, кости и плотные кальцификации сосудов. изображение. Фильтры Sharp улучшают четкость краев при высокой контрастности интерфейсов за счет повышенного шума и снижения отношение сигнал/шум (SNR). КТА коронарных артерий обычно выполняется с фильтр средней резкости, который уравновешивает определение края с приемлемый шум (рис. 3). У пациентов с высокими баллами по шкале Агатсона и стенты, острые фильтры приводят к субъективным улучшениям Качество изображения. 26

Качество изображения

Пространственное разрешение

Пространственное разрешение является наиболее фундаментальным аспектом изображения качества и описывается в воксельных размерах. данные КТ реконструирован на матрице 512 × 512 пикселей. Пространственное разрешение зависит от поля зрения, коллимации среза и детектора размер элемента. Использование клинических протоколов и резкой свертки ядра, максимальное разрешение в плоскости 0,5 мм × 0,5 мм и может быть достигнуто разрешение в плоскости 0,4 мм. 4

SNR — это практическая мера качества изображения, связанная с Пространственное разрешение. Уменьшение реконструированного поля зрения или использование более тонкой коллимации при сохранении постоянного kVp и мАс приводит к меньшему количеству рентгеновских лучей, проходящих через каждый воксель по сравнению с постоянный шумовой фон. Следовательно, SNR уменьшается, и изображение выглядит зернистым. Ток в трубке должен быть увеличен, чтобы для поддержания приемлемого SNR. Точно так же ток трубки должен быть увеличено для поддержания адекватного SNR с меньшим детектором элементы. Выигрыш в SNR не прямо пропорционален лампе. ток, однако. Часть рентгеновских лучей, рассеянных внутри пациента отклоняются от прямого пути и поглощаются периферическим элементов детектора, что увеличивает шум (рис. 4). Удвоение ток трубки приводит к увеличению SNR на 1,41.

Эти соображения имеют практическое значение в отношении визуализация коронарных артерий. Большинство следователей управляют сосудорасширяющие препараты для увеличения размера сосудов. 27 Текущее пространственное разрешение сканера достаточно для оценки эпикардиальных коронарных артерий и крупных ветвей. Высокая пространственное разрешение уменьшает артефакты затвердевания луча от стентов и кальцифицированных сосудов и улучшает точную оценку стенозов (Рисунок 5). 28 Методы уменьшения артефактов усиления луча в настоящее время находятся в стадии разработки. расследование (Свен Преврхал, Калифорнийский университет, Сан-Франциско) Франциско, Калифорния, личное сообщение). Дальнейшее улучшение пространственное разрешение от 0,2 до 0,25 мм необходимо для точного визуализация рестеноза стента и характеристика бляшек.

Дальнейшие улучшения пространственного разрешения могут быть достигнуты с меньшими элементы детектора. Плоскопанельные детекторы обладают высокой пространственной разрешение до 0,1 мм. Прототип КТ-сканера, использующий были разработаны плоскопанельные детекторы. 29 Этот сканер имеет пространственное разрешение 0,25 мм. 3 Хотя это захватывающая разработка, для достижения приемлемого дозы облучения и временное разрешение, дальнейшие улучшения в эффективность плоскопанельного детектора и считывание данных с плоскопанельного дисплея необходимый.

Временное разрешение

Время получения среза должно быть меньше изоволюметрического часть сердечного цикла для эффективного замораживания сердечного движения. При использовании алгоритмов частичного сканирования номинальное время получения среза может быть уменьшено до 165 мс в сканерах с вращением гентри 330 мс время. При частоте сердечных сокращений 72 удара в минуту (уд/мин) эта номинальная время сбора данных соответствует примерно 20% R-R интервал.

Фармакологический контроль частоты сердечных сокращений является рутинным при однократном рентгенологическом исследовании исходная коронарная КТА. Целевая частота сердечных сокращений <70 и <65 ударов в минуту сообщаются в литературе. 12-15 Уменьшение временного разрешения до <100 мс необходимо для визуализация, независимая от частоты сердечных сокращений, для большинства показателей частоты сердечных сокращений в состоянии покоя. 4 Ранние исследования с технологией двойного источника продемонстрировали отличные качество изображения в широком диапазоне частот сердечных сокращений, устраняя необходимость фармакологического снижения частоты сердечных сокращений. 4,28

Мультисегментация снижает эффективное временное разрешение на получение специфичных для среза изофазных данных от 2 до 4 последовательных сердце бьется. Эффективное временное разрешение может быть уменьшено до 43 мс 30,31 Улучшения временного разрешения с помощью этого метода связаны на частоту сердечных сокращений; Временное разрешение 83 мс достижимо только при частота сердечных сокращений 68 и 82 ударов в минуту 32 (Рисунок 6). Эти «сладкие пятна» возникают при оптимальном десинхронизация между вращением гентри и частотой сердечных сокращений. Эффективное временное разрешение с двухсегментной реконструкцией при другие частоты сердечных сокращений в среднем составляют 124 мс. Недавнее исследование, посвященное точность односегментной реконструкции по сравнению с двухсегментной при КТА коронарных артерий на 64 срезах. 32 Хотя двухсегментная реконструкция привела к улучшению изображения качества, не было никакой разницы в диагностической точности.

Увеличение скорости вращения гентри происходит с каждым поколение сканеров MDCT, улучшающее временное разрешение. Выше скорости вращения гентри будут генерировать значительные центробежные силы и требует увеличения вычислительной мощности для размещения высокая скорость передачи данных. 4 Конструкция сканера с двумя источниками обеспечивает эффективное решение для улучшить временное разрешение. Временное разрешение 83 мс достигается при односегментной реконструкции; средний временной разрешение 60 мс достигается за счет двухсегментной реконструкции (Рисунок 6). Несколько авторов сообщили о КТА коронарных артерий без движения. без фармакологических средств с использованием односегментной реконструкции. 4,19,20 Флор и его коллеги 4 препятствовать рутинному использованию двухсегментных алгоритмов, ссылаясь радиационные соображения.

Ретроспективно закрытые сборы данных позволяют пользователю указать сердечная фаза для реконструкции. Несмотря на то, что однофазный реконструкция может быть не без движения, анализ нескольких реконструкции могут дать полную оценку коронарного дерево. Реконструкции в конечной диастоле и конечной систоле предпочтительнее при низкой и высокой частоте сердечных сокращений соответственно. 4

Контрастное разрешение

Контрастное разрешение относится к способности системы визуализации для разрешения 2 объектов одинакового размера, но с разным затуханием. Это просто демонстрируется концентрическими сплошными квадратами. Как рисунок затенения центрального квадрата очень близок к цвету внешний квадрат, они сливаются вместе и не могут быть различимы, хотя небольшие различия в плотности затенения все же существуют (рис. 7). Контрастное разрешение важно для дифференциации жировых, фиброзно-жировой и кальцифицирующий налет, а также кальцификации от световой контраст. Важное ограничение контрастирования коронарных КТ Разрешение – это небольшой размер компонентов просветной бляшки. Маленький конструкции требуют большей разницы в затухании для дифференцировка при КТ коронарных артерий. Правильный выбор окна а в настройках уровня необходимо соблюдать минимальную контрастность во время просмотра изображения.

КТ-сканеры с двумя источниками могут использовать дифференциальную вычитание энергетических спектров для улучшения контрастного разрешения. Применение при КТА коронарных артерий находится в центре внимания текущих расследования.

Факторы пациента

Факторы, специфичные для пациента, влияют на качество изображения. Шум изображения напрямую связано с толщиной ткани, которую рентгеновский фотон траверсы. У пациентов с высокими индексами массы тела увеличение ток в трубке и коллимация срезов необходимы для поддержания SNR. Точно так же у женщин с большой грудью расположение груди наружу поля рентгеновского луча уменьшает затухание луча и поддерживает ОСШ. Время сканирования с помощью современных 64-срезовых сканеров в среднем от 5 до 9секунды для коронарной КТА; цельногрудной закрытый приобретение может занять 20 секунд. 33 Подготовка пациента к продолжительности задержки дыхания, а также ощущение тепла от внутривенной (IV) инъекции контраста улучшает сотрудничество. Дыхательное движение вызывает интерполяцию и артефакты неправильной регистрации, которые могут имитировать стенозы. 34 Если пациенты не могут завершить задержку дыхания, их следует предлагается медленно выдохнуть. Сокращение времени сканирования за счет увеличения шаг или уменьшение объема сканирования уменьшает дыхательные движения артефакты. Наконец, необходим регулярный сердечный ритм. ЭКГ трассировка может быть отредактирована в ретроспективно закрытых приобретениях для уменьшить артефакты от эктопических сокращений. Частые эктопии или нерегулярные ритмы мерцательной аритмии могут привести к недиагностическим исследованиям (Рисунок 8). Пациенты с тахикардией, не являющиеся кандидатами на фармакологическое снижение частоты сердечных сокращений можно визуализировать с помощью двойного источника сканеры. 4,32

Прочие технические факторы

Оптимальное затемнение коронарных артерий имеет решающее значение для CTA. Предпочтительным местом доступа является антекубитальный внутривенный катетер большого диаметра. Целесообразен обзор предыдущих изображений, чтобы исключить центральные венозные стеноз или окклюзия. Большинство авторов предпочитают пробный болюс определить время прохождения до корня аорты. 35 Контрастные вещества с концентрацией йода >350 мг/мл предпочтительно. Объем контраста равен времени сканирования умножается на скорость впрыска. Вводят контраст, затем промывание физиологическим раствором со скоростью 5–6 мл/сек. Этот метод двойной инъекции очищает контраст от центральных вен и правых отделов сердца, предотвращая артефакты усиления луча из-за затемнения средней части правая коронарная артерия. 36

Соображения относительно дозы облучения

Все визуализирующие исследования с использованием ионизирующего излучения должны соблюдаться принципу «настолько низко, насколько это разумно достижимо» (ALARA). Зарегистрированные дозы при КТА коронарных артерий значительно различаются из-за непоследовательное применение методологии снижения дозы и различные протоколы коронарной КТА (табл. 1). Множественные меры радиации о дозе сообщалось в литературе, что усугубляло путаницу. (Таблица 2).

Доза облучения при КТА коронарных артерий зависит от нескольких технические факторы. Доза прямо пропорциональна квадрату kVp и линейно зависит от мАс. 43 Все протоколы КТА сердца получаются по спирали, где шаг настройка определяет степень пересканирования. Шаг определяется длина перемещения стола за один оборот гентри, деленная на общая ширина детектора. Шаг должен быть максимальным, чтобы уменьшить доза облучения. 4 Объем сканирования должен быть ограничен анатомией сердца с минимально необходимое z-оверсканирование для интерполяции среза на грани объема. Время воздействия должно быть сведено к минимуму для всех пациенты.

Снижение дозы при коронарной КТА

Подсчитано, что 20% дозы облучения используется для восстановить одну фазу. Оставшаяся часть дозы позволяет функциональная оценка, если не требуются дополнительные фазовые реконструкции. требуется для анализа. 44 Разработано несколько стратегий для снижения дозы облучения. Как обсуждалось выше в разделе о пространственном разрешении, с детектором меньшего размера элементы, для поддержания отношения сигнал-шум необходим повышенный ток трубки. Без появления дозосберегающих стратегий значительное увеличение воздействия было бы реализовано с более высоким срезом МДКТ. 39 Тем не менее, с МСКТ с 4 до 64 срезов из-за внедрения дозы стратегии сокращения (таблица 1).

Пульсация ЭКГ

Модуляция тока электрокардиографической трубки изначально описан в 1999 году. 45,46 Эта стратегия используется при ретроспективно закрытых приобретениях, где от 80% до 90% снижение номинального тока трубки применяется во время систолы и ранней диастолы (рис. 9). Авторы рекомендуется интервал 400 мс подачи номинального тока трубки во время диастолы или во время поздней систолы и диастолы. Фазы реконструированные в пределах импульсного интервала имеют низкое отношение сигнал/шум соотношение, достаточное для измерения функциональных параметров но может быть недостаточным для оценки коронарных стенозов (Рисунок 10). Следовательно, правильный выбор интервала пульсации является обязательным. При этом сообщается об экономии дозы от 37% до 56%. техника. 46-49

Модуляция тока анатомической трубки

Модуляция тока анатомической трубки является недавно разработанной дозосберегающий метод. Несколько подходов к оценке или измерению ослабление рентгеновского излучения пациента описано в литературе. Исследования, в которых сравнивалась модуляция тока угловой трубки на основе антропоморфные фантомы с модуляцией из угловых специфическое для проекции затухание сообщило о большей экономии дозы с встроенная модуляция (рис. 11). Получается средняя доза экономия 44% у детей и 53% у взрослых. 50 Добавление автоматического контроля экспозиции к 16-срезовой КТА коронарных артерий выполненный с модуляцией ЭКГ, привел к дальнейшему снижению на 43% в дозе облучения. 40

Предполагаемое срабатывание

Проспективно инициированные исследования дают меньшую дозу облучения чем ретроспективные приобретения (см. рис. 1). Радиация в проспективно инициированное приобретение происходит только в течение указанного часть сердечного цикла. Это сокращает время воздействия и дозы облучения по сравнению с ретроспективно закрытыми приобретениями. Сообщалось о снижении дозы от 70% до 80% при применении этого препарата. техника. 51 Было предложено использовать потенциально инициированное приобретение. как средство снижения дозы при МСКТ с 256 срезами, снижение дозы от 14,2 до 2,4 мЗв. 25

Протоколы с низкими дозами

Протоколы с низким значением кВп и мАс были обнародованы в небольших пациентов и детей для коронарной КТА и экстракоронарной КТ. 52 Подход, предложенный Полом и Абадой 44 измеряет шум изображения при КТ с низкой дозой облучения при 120 кВпик и 20 мАс у нижнего края сердца. Параметры сканирования впоследствии корректируется на основе контрольных таблиц. Недавнее исследование, проведенное Хаусляйтер и его коллеги 39 сравнивали дозы при 16- и 64-срезовой КТА коронарных артерий с использованием 100 кВп и Протоколы 120 кВп с модуляцией ЭКГ. Они сообщили 53% и 64% снижение дозы при коронарной МСКТ с 16 и 64 срезами соответственно, без разницы в оцениваемых коронарных сегментах. Недавнее исследование Делхай и др. 41 оценивали возможность анализа коронарных сегментов на 64-срезовых МСКТ-торакальная томография со стробированием по протоколу с низкой дозой (120 кВпик и 200 мАс). Хотя исследование не было адаптировано для визуализации коронарных артерий, 75% коронарных сегментов поддавались оценке. Средняя доза для низкодозовая торакальная оценка составила 5 мЗв. Точность протоколы с низкими дозами являются предметом продолжающихся исследований.

Радиационные риски

Рентгеновские лучи классифицируются Национальным институтом как канцерогены. наук об окружающей среде, Всемирная организация здравоохранения, и Центры по контролю за заболеваниями. 53-55 Эффекты ионизирующего излучения классифицируются как детерминированные. или стохастический (табл. 3). Дозы пациентов при коронарной КТА хорошо ниже порогов детерминированных эффектов. Стохастические эффекты теоретически возможны при дозе от одной коронарной КТА исследование. Имеются ограниченные данные для определения риска канцерогенез от эффективных доз <50 мЗв. Выше этого уровня, данные о населении после ядерных осадков в Хиросиме обнаружили статистически значимое увеличение заболеваемости раком. 57,58 Широкие различия в индивидуальном облучении в этой популяции ограничивает экстраполяцию на пациентов, подвергшихся воздействию доз, обычных для диагностическая визуализация. 59 Дополнительные изученные группы населения включают

американских рентгенологов, пилотов скандинавских авиакомпаний, население проживающих в районах с высоким фоновым облучением Китая, ядерных радиационные работники, пациенты, подвергшиеся воздействию контраста торотраста, радия художники по циферблатам, а также послеродовой мастит и анкилозирующий спондилоартрит пациентов лучевой терапии. 59-70 Радиационное облучение в этих когортах сходно с дозами при коронарных CTA. Результаты исследования противоречивы, хотя статистически значительная заболеваемость или положительная динамика рака щитовидной железы, лейкемия, меланома и немеланомный рак кожи, колоректальный Рак был отмечен во многих исследованиях. Данные о раке молочной железы индукция ограничена, так как доступные когорты исследования были преимущественно мужчина. Согласно имеющимся данным, пожизненный риск смертельного рака составляет оценивается в 5% до 7,9% на зиверт воздействия. 59,71 Это соответствует от 1/1300 до 1/2000 риска смертельного рака после облучение 10 мЗв. 58,72

Пожизненный атрибутивный риск (LAR) заболеваемости раком от коронарная КТА была недавно проанализирована Эйнштейном и его коллегами. 73 Моделирование методом Монте-Карло и данные Национальной академии 7-й отчет о биологических эффектах ионизирующего излучения сформировал основу для их работы. Авторы выделили стохастический риск связаны с коронарной КТА у более молодых пациентов, особенно женщины. LAR для 20-летней женщины, перенесшей 35% модуляцию ЭКГ. коронарная КТА оценивалась в 0,46% или 1 из 219. Это по сравнению с LAR 0,1% или 1 из 1000 у 20-летнего мужчины. LAR отказался прогрессивно с возрастом. У 20-летнего мужчины было в 5 раз больше родственника риск (RR) 80-летнего мужчины. Однако 20-летняя женщина в 23 раза больше, чем у 80-летнего мужчины. Гендерные различия в LAR были связаны с увеличением паренхимы легких и молочной железы. доз у женщин.

Ионизирующее излучение является относительно слабым канцерогеном. Отличие рака, вызванного ионизирующим излучением, от спорадического и других видов рака, вызванных канцерогенами, является сложной задачей, поскольку примерно у 40% населения США разовьется рак. 74 Исследователи обратились к популяционным данным, чтобы определить объем медицинской визуализации. В 1980 г. коллективная доза по данным медицинской визуализации составил 0,55 мЗв на человека. Это количество имеет увеличилась примерно в 6 раз до 3,3 мЗв на человека в 2006 г. 58 Доза населения США от медицинской визуализации в 2006 г. составила 450 000 чел.-св. Это сопоставимо с общим количеством 600 000 человеко-Зв. облучение от Чернобыльской ядерной аварии. Всего за год в США воздействие на население сравнимо с воздействием на высоком фоне Радиационные районы Китая. 70 Гонсалес и его коллеги 75 оценить риск рака в течение жизни от 0,6% до 1,8% от радиации экспозиции при медицинской визуализации в развитых странах.

Европейская комиссия разработала рекомендации по воздействию лимиты на КТ. 76 В настоящее время не существует федеральных руководств по КТ-дозиметрии. Американский колледж радиологии (ACR) недавно опубликовал белую бумага о дозе облучения, 77 который дает рекомендации по использованию изображений, но не указать руководящие принципы дозиметрии КТ.

Относительная эффективная доза при коронарной КТА

Эффективные дозы при коронарной КТА, позитронно-эмиссионной томографии, диагностическая ангиография и ядерная визуализация перечислены в таблице 4. Эффективные дозы при КТА коронарных артерий значительно различаются в зависимости от визуализации. протокол и факторы пациента, но варьируются от 4,95 до 40 мЗв. С использованием методы снижения дозы, дозы облучения при КТА коронарных артерий аналогично диагностической катетерной ангиографии и технецию-99м исследования ядерной перфузии.

Вопросы радиации у особых групп населения

При визуализации детей, женщин и пациентов с низкой массой тела показателей, следует с особой осторожностью проводить дозоснижающие мероприятия при коронарной КТА. Дети более чувствительны к облучения, чем у пожилых пациентов. 72,86,89 Производители разработали педиатрические протоколы, которые используют Алгоритмы малых доз. Исследователи подтвердили низкие дозы протоколы КТ всей грудной клетки и фокусированных коронарных артерий. 39,41,44,90 Пол и Абада 44 отметил превосходное качество изображения при КТА коронарных артерий с использованием 80 кВп протоколы до тех пор, пока mAs были адаптированы к весу пациента.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.