Какие сосуды самые крупные: артерии, вены, капилляры — урок. Биология, 8 класс.

Содержание

артерии, вены, капилляры — урок. Биология, 8 класс.

У человека, как и у всех представителей хордовых животных, замкнутая кровеносная система. Кровь передвигается в нашем организме только по кровеносным сосудам, образующим два круга кровообращения.

 

Рис. \(1\). Кровеносная система

Есть кровеносные сосуды трёх типов: артерии, капилляры и вены.

 

Обрати внимание!

Сосуды, по которым кровь течёт от сердца, — артерии.

Сосуды, по которым кровь движется к сердцу, — вены.

 

От левого желудочка сердца отходит самый большой артериальный сосуд — аорта. От аорты отходит ряд крупных артерий: коронарные (снабжающие кровью сердечную мышцу), сонные (несущие кровь к головному мозгу), подвздошные (идущие к нижней части тела), подключичные (обеспечивающие кровью верхние конечности),  и т. д.

 

Крупные артерии разделяются на более мелкие артериолы, которые в свою очередь разветвляются до микроскопических капилляров, оплетающих все ткани. Капилляры соединяются в тонкие венозные сосуды (венулы). Венулы сливаются вместе и образуют вены. Самые крупные из вен несут кровь в предсердия.

 

В капиллярах скорость крови небольшая и она успевает обменяться веществами с клетками тканей.

 

Рис. \(2\). Кровеносные сосуды

  

Артерии имеют трёхслойные плотные, гладкие и упругие стенки. Наружный слой стенок состоит из соединительной ткани, средний слой составляют гладкие мышцы, внутренний слой образован одним слоем клеток и называется эндотелием. Благодаря такому строению стенок артерии могут выдерживать повышенное давление движущейся крови.

 

Стенки капилляров образованы одним слоем эпителиальных клеток. Через них происходит обмен газами и веществами между кровью и тканями.

 

Стенки вен состоят из тех же трёх слоёв, что и артерии, но слой мышц более тонкий. В крупных венах, несущих кровь от нижней части тела, есть карманоподобные клапаны, препятствующие обратному току крови.

 

Рис. \(3\). Строение артерий и вен

  

Так как венозные стенки в отличие от артерий не упругие, то есть вспомогательный механизм, способствующий движению крови от органов к сердцу. Стимулируют кровообращение скелетные мышцы, расположенные рядом с венами. При сокращении мышц венозные сосуды сдавливаются и проталкивают кровь. В обратном направление кровь не может двигаться, так как в венах есть клапаны, открывающиеся только в нужном направлении. Так работает мышечный, или венозный насос.

 

Рис. \(4\). Мышечный насос

  

Скорость движения крови в сосудах разная. В аорте она составляет \(0,5\) м/ с, в капиллярах может уменьшаться до \(0,05\) мм\с. В венах скорость движения крови опять увеличивается и возле сердца равна приблизительно \(0,2\) м/с.  

Источники:

Рис. 1. Кровеносная система.  https://www.shutterstock.com/da/image-illustration/highlighted-18223528

Рис. 2. Кровеносные сосуды.  https://image.shutterstock.com/image-illustration/capillary-small-vessels-capillaries-convey-600w-1609087864.jpg

Рис. 3. Строение артерий и вен. © ЯКласс

Рис. 4. Мышечный насос. https://image.shutterstock.com/image-vector/drawing-show-action-calf-muscle-600w-105722549.jpg

Что такое Vasa Vasorum?

Являясь частью сердечно-сосудистой системы, vasa vasorum представляет собой сеть мелких кровеносных сосудов, которые помогают снабжать кровью более крупные сосуды. «Vasa vasorum» буквально означает «сосуды сосудов» на латыни, описывая их функцию обеспечения кровью и кислородом артерий и вен, которые снабжают кровью и кислородом остальную часть тела. Самые большие кровеносные сосуды в организме, такие как аорта, зависят от этой сети поддержки для поддержания здоровой функции. Эти крошечные кровеносные сосуды переносят как кислородсодержащую, так и дезоксигенированную кровь в более крупные сосуды.

Vasa vasorum необходим для снабжения крупных артерий и вен из-за их размера. Чтобы эффективно получать кислород из кровотока, клетки должны находиться очень близко к кровеносному сосуду или капилляру, чтобы кислород мог проходить в каждую отдельную клетку. Большинство кровеносных сосудов и вен поглощают кислород из крови, протекающей внутри них. Тем не менее, поскольку крупные вены и артерии по необходимости настолько толстые, их наружный и средний клеточный слои не могут быть адекватно питаться без этой дополнительной сети кровеносных сосудов, чтобы поддерживать их путем снабжения кислородом крови и уноса деоксигенированной крови.

Существует три основных типа vasa vasorum, которые классифицируются по тому, где они происходят и куда ведут. Vasa vasorum internae происходит изнутри главной артерии или вены и проходит в стенки сосуда. Vasa vasorum externae берут начало в ветвях основной артерии, затем возвращаются в основную артерию или вену, чтобы питать клетки дальше от внутренней части сосуда. Венозные vasa vasorae берут свое начало в главной артерии, затем стекают в сопутствующую вену артерии или «партнерскую» вену. Точная структура и функции vasa vasorum варьируется в зависимости от того, какой из этих типов он находится и где он находится.

Функция vasa vasorum в поддержке аорты была предметом многих исследований. В некоторых областях человеческая аорта не имеет vasa vasorum, и в этих областях стенки аорты намного тоньше, что повышает вероятность возникновения ауризма в этих местах. Напротив, у собак и некоторых других млекопитающих в этих областях аорты имеется vasa vasorum, что позволяет стенкам сосудов быть более толстыми и менее восприимчивыми к любым проявлениям. Эта сложная сеть сосудов чаще встречается в артериях, чем в венах, возможно, потому, что стенки артерий имеют тенденцию быть более толстыми и мускулистыми, чем стенки даже самых крупных вен.

ДРУГИЕ ЯЗЫКИ

Пункция и биопсия лимфоузлов — лечение в Нижнем Тагиле

Лимфатические узлы

Лимфатические узлы – образования округлой формы размером от 1 мм до 2 см, в которых соединяются лимфатические сосуды.

Лимфоузлы выполняют функцию барьеров для инфекционных и раковых клеток. Это происходит за счет защитных клеток – лимфоцитов, которые призваны уничтожать чужеродные клетки из организма.

Самые крупные и основные лимфоузлы расположены на шее, в подмышечной впадине, коленном сгибе, паховой области и локтевом сгибе.

Увеличение лимфоузлов – тревожный сигнал, с которым срочно необходимо обратиться в больницу. Первым делом в МЦ «ОЛМЕД» вам будет рекомендован взятие пункции из увеличенного лимфоузла.

Пункция лимфатических узлов

Пункция лимфатических узлов – это забор образца клеток из лимфоузла с диагностической целью. Далее в лабораторных условиях проводится гистологическое исследование образца (на наличие раковых клеток), а также анализ на инфекции.

Пункция производится шприцем с тонкой иглой: вводится в область опухоли лимфоузла и забирает небольшое количество пунктата. Этот способ не требует анестезии, он практически безболезненный. Шрамов после иглы не остается.

В медицинском центре «ОЛМЕД» пункцию лимфоузла выполняют минимально травмируя кожу и безболезненно. Клиника оснащена самым современным оборудованием и инструментами, что гарантирует точность манипуляций и их эффективность.

Биопсия лимфатических узлов

Биопсия лимфатических узлов – это забор образца (кусочка) ткани из лимфоузла с диагностической целью. Биопсия — следующий после пункции метод диагностики, который применяется, если пунктата было недостаточно для исследования, либо если гистологическое исследование показало положительный результат.

Биопсия проводится при помощи специального биопсийного «пистолета» с иглой. Игла вводится в область опухоли и «вырезает» столбик ткани.

Биопсия при помощи «пистолета» обычно легко переносится пациентом, но все же при процедуре применяется местная анестезия. Во втором случае используется общая анестезия. В МЦ «ОЛМЕД» высококвалифицированные врачи выполняют биопсию при помощи новейшего оборудования.


Отзывы клиентов

Моей маме 93 года, она периодически нуждается в медицинской помощи. В данном случае потребовалась консультация хирурга, но, к сожалению, в районной поликлинике не предусмотрен выезд специалистов на дом к лежачим больным. Оказалось, что и в больш…оровы!

02 ноября 2021 г.

Хочу поблагодарить администраторов Вашей клиники по ул.Фрунзе,20 за доброжелательность,приветливость,уважительное отношение к пациентам,особенно хочу отметить Савельеву Оксану за ее прекрасную улыбку и доброту .Спасибо Вам за теплоту и теплый пр…работе!

25 октября 2021 г.

Обратилась за помощью в клинику » Олмед» на ул.Фрунзе,20 к хирургу Шакирову Марату Хазиповичу и не ошиблась.До чего же внимательный,грамотный ВРАЧ с большой буквы.Сделал операцию на ноге(варикозное расширение вен и большая трофическая язва),были…лемые.х

25 октября 2021 г.

Добрый день! Хочу выразить благодарность замечательному доктору — Батакову Сергею Сергеевичу. Спасибо Вам, за ваш труд. Вы замечательный доктор, внимательный к с своим пациентам, настоящий профессионал своего дела. Желаю Вам крепкого здоровья, с…рь 2021

23 октября 2021 г.

Здравствуйте! Я постоянный клиент центра «Олмед» с 2011 года. Хочу выразить благодарность Кравченко Николаю Алексеевичу. Вы один из лучших специалистов в Екатеринбурге. Спасибо Вам за ваш труд. Вы замечательный человек, внимательны к своим пацие…рь 2021

23 октября 2021 г.

Выражаю огромную благодарность за профессионализм врачу Шакирову Марату Хазиповичу. Операция прошла успешно! Необходимые рекомендации по восстановлению выданы. Опыт и слаженная команда делают нужное дело — помогают людям! Спасибо большое! Процве…спехов!

06 октября 2021 г.


Записаться на прием

Почему клиенты довольны нашей работой

Врачи высокой квалификации

Наши врачи не только обладают высокой квалификацией в диагностике и лечении, но и отнесутся к вам с максимальным участием.

Удобные комплексные программы

Чтобы вы могли все предусмотреть и сэкономить при этом бюджет и время, мы разработали специальные комплексные программы.

Современные методы диагностики

Разнообразие применяемых нами методик диагностики позволяет выявить болезнь точно и быстро.

Эффективные подходы в лечении и профилактике

Обращаясь к нам, вы можете быть уверены в том, что лечение отвечает последним мировым стандартам

Строение лимфатической системы

    Лимфатическая система состоит из лимфатических сосудов, лимфатических узлов и органов – селезёнки и вилочковой железы.

    В лимфатических сосудах циркулирует жидкость —  лимфа, которая транспортирует клетки, белки, питательные вещества и конечные продукты метаболизма от тканей к крупным венам.

    Лимфатические сосуды сливаются в лимфатические узлы. Лимфатические узлы содержат большое количество лимфоцитов и действуют подобно фильтрам, задерживая возбудителей инфекции, например, бактерии и вирусы.

    Лимфатические узлы обычно собраны в группы. В подмышечных впадинах, с боковых сторон шеи и в паху находятся большие группы лимфатических узлов.

    Если в каком-то месте организма образуется очаг инфекции или воспаление, то ближайшие лимфатические узлы увеличиваются и становятся болезненными. Например, у человека с воспалением миндалин увеличиваются шейные лимфатические узлы. Лимфа от миндалин течёт к шейным лимфатическим узлам, где микроорганизмы, вызывающие инфекцию, уничтожаются, и останавливается их дальнейшее распространение по организму.

    T и B клетки

    Есть два вида лимфоцитов: T un  B клетки

    Как и другие клетки крови, лимфоциты образуются в костном мозге из особых клеток предшественников или стволовых клеток. Молодые лимфоциты проходят многие стадии развития, пока не станут зрелыми T или B лимфоцитами. Лимфоциты обоих видов играют важную роль в распознавании и уничтожении микроорганизмов, вызывающих инфекцию.

    Обычно большая часть циркулирующих в крови лимфоцитов является  T клетками. Они отвечают за распознавание и уничтожение изменённых клеток организма (точнее, клеток, инфицированных вирусами или бактериями).

    B клетки узнают ‘чужие’ клетки и чужеродные тела (например, бактерии, попавшие в организм). Когда B клетки соприкасаются с чужеродным белком (например, на поверхности бактерий), они начинают вырабатывать антитела, которые  присоединяются к поверхности чужеродной клетки и вызывают её гибель.

    Сосудистая система — SIGVARIS GROUP США

    Анатомия артериальной системы

    По артериям сердечно-сосудистой системы кровь разносится от сердца по всему организму. Вены, напротив, собирают кровь из организма и возвращают ее в сердце.

    Большой и малый круги кровообращения

    В организме человека существуют два круга кровообращения, и они связаны между собой. Большой круг кровообращения снабжает кровью органы, ткани и клетки, благодаря чему они могут получать кислород и другие жизненно важные вещества. Малый круг кровообращения является частью системы кровообращения, которая обеспечивает попадание в кровь свежего кислорода из вдыхаемого воздуха и выведение из крови углекислого газа.

    Система кровеносных сосудов напоминает дерево. Аорта (основная артерия) напоминает ствол, который разветвляется на крупные артерии, а те, в свою очередь, на более мелкие сосуды. Самые мелкие артерии заканчиваются сетью микроскопических сосудов, называемой капиллярной сетью. Стенки этих капилляров имеют толщину всего в одну клетку, что позволяет им обеспечивать обмен молекулами между кровью и клетками организма.

    То же можно сказать и о венозной части системы кровеносных сосудов. Кровь из капиллярной сети собирается в крошечные венулы, которые объединяются в более крупные вены. Эти более крупные вены собираются в самые крупные вены организма, называемые полыми венами. Полые вены входят в правое предсердие сердца сверху и снизу.

    Транспорт крови от сердца обеспечивается насосной функцией сердца и толстым мышечным слоем аорты, а также способностью артерий и артериол передавать пульсовую волну. Посредством цикличных сокращений сердечной мышцы обогащенная кислородом кровь выбрасывается из сердца под высоким давлением и с высокой скоростью в аорту, в результате чего кровь под давлением пульсовой волной разносится по артериальной системе.

    Стенки крупных артерий более эластичны, чем у других сосудов. Эта эластичность помогает поддерживать давление артериальной крови в организме, благодаря которому каждую минуту транспортируется несколько литров крови. Аорта разветвляется на более мелкие артерии, характеризующиеся меньшей эластичностью, но более выраженной мышечной оболочкой. Однако, поскольку более мелкие артерии имеют ограниченную пропускную способность, давление крови на стенки артерий увеличивается.

    Обогащенная кислородом кровь, покидая малый круг кровообращения, попадает в большой круг кровообращения при выходе из левого желудочка сердца. Начальный отдел большого круга кровообращения, аорта, образует дугу и дает ветви, снабжающие верхнюю часть тела.

    Пройдя через аортальное отверстие диафрагмы, она входит в брюшную полость. Далее она спускается и дает ветви, снабжающие кровью брюшную полость, таз, промежность и нижние конечности.

    Какие кровеносные сосуды в организме самые большие? — Медицинская

    Какие кровеносные сосуды в организме самые большие? — Медицинская

    Содержание:

    Кровеносные сосуды доставляют кровь от сердца к тканям и возвращают бедную кислородом кровь к сердцу. Сосудистая система состоит из трех типов сосудов. Артерии уносят кровь от сердца, вены возвращают кровь к сердцу, а крошечные капилляры соединяют артерии с венами, наполняя ткани кровью. Самые крупные сосуды тела включают артерии и вены.

    Это чрезвычайная ситуация?

    Если вы испытываете серьезные медицинские симптомы, немедленно обратитесь за неотложной помощью.

    Аорта

    Человеческое кровообращение подразделяется на две категории, отмечает доктор Лорали Шервуд в своей книге «Физиология человека». Системная циркуляция переносит насыщенную кислородом кровь от сердца к тканям тела, и самая большая из артерий системного кровообращения — это аорта 1. Кровь поступает в аорту из левого желудочка сердца через односторонний клапан, чтобы предотвратить обратный ток. От аорты несколько артериальных ветвей несут кровь к голове, более поздние ветви несут кровь к рукам, а затем аорта движется вниз по телу, как брюшная аорта.


    • Человеческое кровообращение подразделяется на две категории, отмечает доктор Лорали Шервуд в своей книге «Физиология человека».
    • От аорты несколько артериальных ветвей несут кровь к голове, более поздние ветви несут кровь к рукам, а затем аорта движется вниз по телу, как брюшная аорта.

    Легочная артерия

    Второе подразделение кровообращения человека — это легочная циркуляция, которая переносит дезоксигенированную кровь от сердца к легким для получения кислорода, а затем возвращает ее сердцу. В своей книге «Анатомия и физиология» доктор Гэри Тибодо отмечает, что самая большая из артерий малого круга кровообращения называется легочной артерией, которая выходит из сердца через клапан из правого желудочка 2. Легочная артерия, которая позже разветвляется, это единственная артерия в организме, по которой проходит дезоксигенированная кровь.

    Полая вена

    Системные вены возвращают дезоксигенированную кровь из тканей в сердце. Отдельные вены истощают нижнюю и верхнюю часть тела, и эти вены сходятся по мере приближения к сердцу. Таким образом, самые большие вены в теле — это те, которые входят в правое предсердие сердца. Эти вены, замечает Тибодо, называются верхней и нижней полой веной. Верхняя полая вена дренирует верхнюю часть тела и голову, а нижняя полая вена дренирует нижнюю часть тела.


    • Системные вены возвращают дезоксигенированную кровь из тканей в сердце.
    • Отдельные вены истощают нижнюю и верхнюю часть тела, и эти вены сходятся по мере приближения к сердцу.

    Легочные вены

    После того, как кровь заберет кислород из легких, он должен вернуться в сердце. Вены малого круга кровообращения возвращают эту кровь, в конечном итоге сбрасывая ее в левое предсердие сердца. Как и в случае большого круга кровообращения, легочные вены сходятся и увеличиваются в размерах по мере приближения к сердцу. Самые крупные из этих вен, которых всего четыре, называются легочными венами. Как отмечает Тибодо, это единственные вены в организме, по которым кровь насыщена кислородом.

    • После того, как кровь заберет кислород из легких, он должен вернуться в сердце.
    • Вены малого круга кровообращения возвращают эту кровь, в конечном итоге сбрасывая ее в левое предсердие сердца.

    Отзывы о лечении сосудистых звездочек на ногах — minkin

    Отзывы о лечении сосудистых звездочек на ногах

    12. 01.2022

    Очень рада, что нашла центр доктора Минкина. До этого была в нескольких медицинских учреждениях по поводу расширенных сосудов на ногах, пробовала убирать их лазером, но ничего толком не получилось, только следов наоставляли. Сюда попала по отзывам родственницы. Меня проконсультировали, рассказали, как все будет проходить. Назначили лечение их новым сосудистым лазером, к чему я сначала слегка скептически отнеслась, так как уже имела опыт лазера. Но мне подробно объяснили различия лазеров и главное, тот момент, что по лечебному эффекту разные лазеры тоже сильно разнятся. В итоге решилась попробовать. В отличие от предыдущего опыта, уже после 1-ой процедуры увидела эффект! После этого уже не сомневалась и действовала строго по назначенному плану: приходила раз в несколько недель, как предписали. Единственное, что не очень понравилось, что процедуры растянулись на большие сроки, чем изначально планировала. Зато результат нравится очень. Смогли удалить и видимые расширенные сосуды, и розовые пятна, которые тоже мне сильно не нравились. Желаю успехов!

    С глубоким уважением, Софья

    25.11.2021

    У доктора Минкина лазер для капилляров и синяков на ногах очень хороший. По сравнению с тем, как мне убирали во флебологическом центре, разница огромная. Целый курс там проходила, одни кровоподтеки от их аппарата и новые капилляры рядом возникли. А у Минкина разница лазера в том, что сосуды не разрываются при процедуре, а именно склеиваются постепенно. Это и не больно, и следов таких не остается, как там у меня было. Это стоит дороже, но вполне обоснованно. Советую всем, у кого есть сосудистая проблема на ногах!!

    Людмила, 43 г.

    04.08.2021

    Хочу поделиться своей историей избавления от ужасных звездочек, похожих на пятна, которые конкретно проявились у меня после 38 лет. Я на самом деле жутко комплексовала по этому поводу, носила почти всегда брюки, на море прикрывала проблемные места парео. После долгого мониторинга клиник, где предлагают лечение лазером, решила остановиться на лазерном центре Минкина. Сделала 5 процедур с интервалом около 3-х недель между процедурами. После процедуры обычно сосуды сначала слегка подпроявлялись, а потом постепенно уменьшались. Когда делали были определенные ощущения жжения во время, но вполне все терпимо, так как они используют охлаждающую насадку. Сейчас спустя уже пол года, я результатом очень даже довольна. Главное придерживаться рекомендаций врача, делать с нужными промежутками между процедурами, так как от этого я поняла весь результат зависит непосредственно.

    Валентина Андреева

    27.06.2021

    Красные сосудистые сетки, паутинки на ногах возникли у меня при второй беременности, буквально за несколько месяцев. Была в ужасе, учитывая, что у меня предрасположенность к расширенным сосудам (у мамы варикоз, даже операцию делали). У меня вен вроде пока нет, после первых родов вообще ничего не появилось, а вот во второй раз повезло уже меньше. Искала в интернете куда обратиться, сходила на две консультации, они доверия не внушили. Хорошо, нашлась знакомая, которая посоветовала специализированную по лазерному лечению клинику. Так я попала к доктору Минкину Павлу Сергеевичу. Подробности описывать здесь не буду. Скажу только, что в целом осталась довольна. Проблема решена. Надеюсь, не зря это все писала, и мой отзыв разместят.

    Мария Д.

    28.05.2021

    Лечила в этом центре капилляры лазером по направлению доктора из флебологического центра. Они у меня возникли уже как много лет и конкретно так раздражали, в особенности летом. После консультации Минкина стало хоть понятно как лучше действовать в моей ситуации, чтобы с этим распрощаться. Лечение мне подошло, так как их лазером в принципе и не больно и потом можно сразу и на работу, и на фитнес, что для меня, например, сильно важно. Капилляров после лечения процентов наверное на 90 теперь не заметно, даже совсем крошечных, так что впечатление осталось хорошее.

    Марина

    07.02. 2021

    У меня, сколько себя помню, была повышенная склонность к синякам на ногах. У других царапины за неделю-две заживали, а у меня же месяцами последствия не исчезали. С годами это еще больше усугубилось, проявились какие-то местами покраснения, местами синева, из-за чего поимела кучу комплексов. Стала штудировать интернет на предмет придания моим ногам хоть более менее ровного цвета. Сходила на несколько консультаций, больше всего доверия вызвал доктор Минкин, у него в итоге и осталась лечиться. Это было не так быстро, как бы мне хотелось, но на самом деле весьма качественно. Лазер, которым он делает, фактически без всяких неудобных последствий, можно даже на спорт продолжать ходить как обычно. Смогли добиться достаточно однородного цвета кожи, чувствую себя сейчас несоизмеримо увереннее во многих ситуациях.

    Анна

    29.10.2020

    Несколько лет назад у меня на ногах в разных местах начали появляться сосуды. Пришлось обратиться к флебологу, там мне сделали склеротерапию уколами на ногах. После этой процедуры вместо отдельных сосудов у меня появилась целая россыпь мелких сосудиков, которые вообще смотрелись еще хуже, чем изначальные сосуды. Стала выяснять, что же с ними теперь делать. Мне подсказали про лазерную клинику Минкина, решила пойти к нему. Лазерное лечение сосудов оказалось значительно лучше, кровоизлияний не оставалось, а сами сосудики запаивались внутри кожи. Сначала после воздействия как бы темнели, а потом медленно бледнели. Между процедурами можно было заниматься фитнесом и все остальное делать как обычно. Сейчас фактически все мелкие сосудики осветлились, по прошествии года перестала обращать внимание.

    Лариса Р.

    11.09.2020

    В Лазерном центре Минкина провела лечение заметных сосудов на икрах. Они у меня были еще с юности, видимо наследственность такая: у мамы моей они тоже всегда были видны и, что интересно, в этих же самых местах, что и у меня. Процесс лечения не быстрый, так как большие промежутки между процедурами надо делать, чтобы сосуды успевали рассасываться. Сами процедуры вполне комфортные: как будто колет немного, когда лазером проходят, и все. Итог моего лечения получился хорошим, я считаю. Если уж совсем сильно не придираться, то на поверхности кожи сосудов теперь не заметно, что меня больше всего и напрягало. Рекомендовали теперь следить, и если что-то новое проявится, то сразу обрабатывать, не затягивая. Постараюсь выполнить, так как это в моих же интересах.

    Алена

    26.05.2020

    Выражаю огромную благодарность за удаление сосудистых звездочек на ногах. По времени это лечение занимает дольше, чем на лице обычно, так как приходить нужно большее число раз (на лице тоже удаляла звездочки лазером в этом центре, есть с чем сравнить). Но, что очень хорошо, что синяков после процедуры не остается, сосудистые звездочки становятся другого цвета, а потом постепенно распадаются и пропадают. У лазера, которым у них делают, есть охлаждающая система, которая весьма прилично обезболивает. Да и сам лазерный центр производит впечатление «правильного» места со специализацией на сосудистых заболеваниях кожи. Познакомилась там с женщиной, которая у них тоже сосудистые звездочки удаляла, она доктора Минкина тоже хвалила.

    Юлия

    14.03.2020

    Хожу к доктору Минкину на удаление мелких сосудистых змеек на ногах, по которым у меня, к сожалению, большая предрасположенность от мамы. Пока сделали 2 процедуры, стало реально заметно получше.

    Татьяна, Москва

    15.11.2019

    Я обращалась в этот центр к Минкину по отзывам в инете по поводу моих расширенных сосудов на ногах. Для получения подходящего результата мне лично понадобилось 7 процедур. Это не совсем быстро, но в этом весь смысл их новым лазером без разрыва сосудов и синяков. Он сосуды постепенно точечно запаивает, и они медленно исчезают, зато последствий совсем никаких не остается, что мне лично очень подошло. Из неприятных ощущений только покалывание есть, потом ничего не болит. Наконец, я могу одеть юбку выше колена.

    Анастасия Т.

    16.07.2019

    Прошла курс по удалению сосудистой сетки по всем ногам у П.С. Минкина. Промежутки между обработками назначает большие, поэтому заняло это несколько месяцев, плюс еще я на месяц сама уезжала. Аппарат, на котором он сейчас работает по ногам, произвел современное впечатление, у него хорошее холодовое обезболивание в самом лазере. Дискомфорта почти нет, и ожогов не оставляет. Раньше другим лазером у меня сильные последствия были, а здесь прямо быстро восстанавливалась.

    Эльвира

    02.04.2019

    После того, как мне убрали вену склеротерапией, возникли на этом месте неприятные красноватые пятна. Флеболог посоветовал пройти лазерное лечение в этой клинике у Минкина. Убрались все пятна лазерной системой не сразу, а за несколько визитов. Проходит в целом не больно, можно обычный образ жизни вести после самой обработки лазером, ограничений особых нет.

    Дарья В.

    13. 12.2018

    Я удаляла в этой лазерной клинике много видных через кожу сосудов по ногам, практически все бесследно ушли, оборудование здесь из того, что пробовала, лучшее.

    Ирина

    11.08.2018

    У меня было очень много красных сосудиков на ногах, особенно сильно они стали видны после частых перелетов, связанных с моей работой с командировками. Уже не могла на свои ноги спокойно смотреть, вот и решилась на лазер. Долго искала где именно, остановилась на этом лазерном центре, где мне и провели лазерный курс. Эффект от лечения на самом деле очень порадовал, получилось все совсем без следов.

    Евгения Н.

    30.03.2018

    В этой лазерной клинике единственные, кто смогли мне здорово помочь с сосудами по икрам. Избавили меня от этого полностью за 4 процедуры.

    Клавдия

    18.12.2017

    К Павлу Сергеевичу Минкину попала по совету дальней родственницы, которая удаляла у него расширенные сосуды. Она мне его расхвалила, и я решила, что это хороший повод тоже убрать свои полопавшиеся сосуды на ногах, которые мне уже очень давно не нравились, все откладывала на потом и уже дождалась, когда меня эти сосуды уже совсем напрягать стали. Опасалась лазерной процедуры, но это оказалось вполне легко все проходит, если на последнем лазере делать, который не повреждает кожу. Теперь уже после того, как сделала, даже совсем перестала стесняться ноги открывать, впервые за много лет нормально на пляж смогу поехать, чему несказанно рада. Павел Сергеевич — супер!

    Наталья

    24.06.2017

    Благодарю за качественную работу по убиранию лазером некрасивого сосудистого рисунка на бедрах.

    Алла Николаевна

    08.05.2017

    Я долго выбирала куда обратиться со своими сосудистыми проблемами на ногах. Предложений вроде много, но многие и недовольны лечением, судя по отзывам. Решилась заняться этим у Минкина, у них репутация одна из лучших. Мне делали лазером. Надеялась за пару месяцев управиться, заняло же все почти четыре месяца, правда у меня много сосудов расширившихся было. Более крупные сосуды, кстати, как ни странно, быстрее поддались, с совсем же мелкими пришлось подольше помучиться. Но хочу отметить, что не зря я это все затеяла, поскольку сейчас мои ноги наконец-то стали выглядеть нормально.

    Елизавета, 38 лет

    18.11.2016

    Здесь меня избавили от сетки капилляров на голенях и щиколотках, которые повылезали после рождения ребеночка. Доктор Минкин грамотно все объясняет и не менее грамотно работает на лазере. Вообще приятный врач, побольше бы таких спецов.

    Ксюша Ш.

    10.04.2016

    В этом лазерном центре занималась лазерным лечением сосудистой сетки на голенях. Внизу были совсем мелкие капилляры, выше — более крупные. Так вот, крупные, на удивление, быстрее прошли, а с мелкими пришлось дольше возиться. Сейчас, прошло уже больше, чем пол года с последнего сеанса лазером, выявились только два капилляра на правой ноге, но они меня пока не тревожат, остальные же не выявляются. В местах, где были капилляры, никаких рубчиков не осталось.

    Анастасия, 44 года

    21.07.2015

    Лечила мелкие сосудики на ногах лазером в этой лазерной клинике. К ним у меня, как выяснилось, расположенность, потому что у мамы моей они тоже есть, и мне, видимо, это все дело тоже досталось. Никаких следов после лечения не остается, обычная гладкая кожа в местах, где лазером светят. Делать на их новом лазере мне было не больно, немножко щипало после, но быстро проходит. Очистили мне ножки, я считаю, прекрасно, за что большущее спасибо!

    Лариса Т.

    19.09.2014

    Мне убирали сосудистые сетки на ногах. Они были мелкие, но очень много, местами как синяки выглядели, из-за них юбку не могла одевать, не комфортно себя чувствовала. Делали последним лазером со специальным охлаждением кожи, поэтому больно не было. После лечения кое-какие сосуды еще видны, но это мелочи по сравнению с тем, что было. Большей частью все попроходило вообще бесследно.

    Регина

    23.04.2014

    К Минкину обратилась по рекомендации сосудистого хирурга из больницы, где прикреплена. Отправили в связи с тем, что именно в этом центре направленно занимаются удалением мелких сосудов на ногах лазерами. В больнице лазер, кстати, тоже был какой-то, но видимо далеко не новый, так как хирург мне сказал, что у Минкина лазеры лучше. После первой процедуры не очень заметила результат, сначала даже жалеть начала, что столько денег потратила. Но решила все же продолжить, поверив доктору, что результат позднее появится. И действительно, после второго раза уже кое-что увидела: ощутимо потоньше сосудики стали. После этого пришлось еще четыре раза делать. Но зато теперь после всего курса их почти не заметно, даже в тех местах на щиколотках, где самые крупные были. Не думала, конечно, что это все так, мягко говоря, не быстро получится, но в остальном претензий нет — сделали качественно.

    Светлана Ф.

    16.11.2013

    Провела лечение сосудистых звездочек на ногах. Выражаю благодарность Вам и новым лазерным технологиям! Эффект на пять баллов.

    Жанна

    25.02.2013

    Удаляла лазером расширенные сосуды на ногах, которые появились у меня в большом количестве после вторых родов. Обидно было, даже не передать как. После первых пять лет назад ничего не проявилось, а в этот раз повылезало много, особенно на икрах. Центр Минкина выбрала по рекомендации, он на сосудах специализируется — это было для меня очень важно. По итогам всех процедур скажу следующее. Все, конечно, не ушло (но об этом меня предупреждали на консультации, потому что у меня были не только капилляры мелкие, но и вены в том числе), но основное нормально убралось. Во всяком случае те, что меня больше всего раздражали спереди и по бокам, красного и фиолетового цвета, поуходили почти сразу. В целом, устраивает. Еще сделала у них лазерную процедуру на лице и руках для подтяжки и разглаживания кожи. По сравнению с тем, что мне делали года три назад (тоже лазером, но другим совсем), технологии сильно продвинулись. Результат все отметили (опять же в отличие от прошлого раза), собираюсь еще повторить, несколько раз рекомендуют, посмотрим, что получится.

    Галина Н.

    17.05.2012

    Прошла в этом центре лазерный курс по мелким сосудам на ногах. Они у меня сильно повыявлялись после 30 лет. Лазер очень понравился, так как не оставляет синяков и кровоподтеков (до этого пробовала другим, там все это было). Мелкие сосуды все поддались, только некоторые венки еще пока видны, но они меня не напрягают, так что хочу остановиться на этом. Очень достойный лазерный центр!

    Катя

    22.03.2011

    Устраняла сосудистые сетки на бедрах и под коленями. Хочу сказать, что лазер сейчас гораздо лучше стал, уже была в этом центре лет 5 назад. Тогда больновато было и не все убралось. В этот раз вообще чуть не заснула во время процедуры, так немного покалывало и все. Читала, что многие по 5-6 раз и больше ходят. Мне было достаточно 3-х процедур, чтобы ничего не осталось. Хоть в этом повезло.

    Полина

    20.04.2010

    Я тоже хочу поблагодарить доктора Минкина. Наконец-то я избавилась от своих некрасивых сосудов на ногах. Я получила рекомендации по образу жизни и перечень процедур, которые нужно выполнять, так как, к сожалению, предрасположенность к варикозной болезни у меня все-таки есть. Спасибо.

    Ольга Дубцова

    09.02.2010

    Проходила лечение в центре доктора Минкина по удалению расширенных сосудов на ногах. Три раза обрабатывали лазером с интервалами несколько недель между. Эффект неплохой, хотя совсем недешево все это. Надеюсь, хоть в ближайшее время снова появляться не будут.

    Кристина

    17.1E: Крупные сосуды сердца

    Крупные сосуды — это основные сосуды, по которым кровь непосредственно поступает в сердце или выходит из него.

    Цели обучения

    • Описать крупные сосуды, несущие кровь к сердцу и от него

    Ключевые моменты

    • В сердце входят и выходят пять магистральных сосудов: верхняя и нижняя полые вены, легочная артерия, легочная вена и аорта.
    • Верхняя полая вена и нижняя полая вена — это вены, которые возвращают деоксигенированную кровь из циркуляции в организме и опорожняют ее в правое предсердие.
    • Легочная артерия несет деоксигенированную кровь из правого желудочка в легкие для оксигенации.
    • Легочные вены переносят обогащенную кислородом кровь из легких в левое предсердие, где она возвращается в большой круг кровообращения.
    • Аорта — самая крупная артерия в организме. Он переносит насыщенную кислородом кровь из левого желудочка сердца в большой круг кровообращения.
    • Аорта имеет множество отделов, которые разветвляются на более мелкие артерии.Этими подразделениями являются восходящая и нисходящая аорта, дуга аорты, грудная и брюшная аорта.

    Основные термины

    • легочные артерии : артерии, отводящие деоксигенированную кровь от правых отделов сердца в капилляры легких для газообмена.
    • аорта : Большая артерия, несущая кровь от сердца в большой круг кровообращения.
    • venae cavae : Два крупных сосуда, верхняя и нижняя полые вены, которые доставляют деоксигенированную кровь из большого круга кровообращения к сердцу.

    Кровеносная система человека представляет собой двойную систему, что означает наличие двух отдельных систем кровотока: легочного кровообращения и большого круга кровообращения. Сердце взрослого человека состоит из двух отдельных насосов: правого (правое предсердие и желудочек), который перекачивает деоксигенированную кровь в малый круг кровообращения, и левого (левое предсердие и желудочек), который перекачивает насыщенную кислородом кровь в большой круг кровообращения. Крупные сосуды — это основные сосуды, которые несут кровь в сердце и от сердца в легочный или системный контур и обратно. Крупные сосуды собирают и распределяют кровь по телу из множества мелких сосудов.

    Полые вены

    Системный контур : Полые вены и аорта образуют системный контур, по которому кровь циркулирует к голове, конечностям и животу.

    Верхняя и нижняя полые вены вместе называются полыми венами. Полые вены, наряду с аортой, являются крупными сосудами, участвующими в большом круге кровообращения.Эти вены возвращают деоксигенированную кровь из организма в сердце, опорожняя ее в правое предсердие. Полые вены не отделены от правого предсердия клапанами.

    Верхняя полая вена

    Верхняя полая вена представляет собой большую короткую вену, которая несет деоксигенированную кровь из верхней половины тела в правое предсердие. Правая и левая подключичные, яремные и щитовидные вены впадают в верхнюю полую вену. Подключичные вены имеют большое значение, поскольку грудной лимфатический проток отводит лимфатическую жидкость в подключичные вены, делая верхнюю полую вену местом рециркуляции лимфатической жидкости в плазму. Верхняя полая вена начинается над сердцем.

    Нижняя полая вена

    Нижняя полая вена — самая крупная вена тела, несущая деоксигенированную кровь из нижней половины тела в сердце. Левая и правая общие подвздошные вены сливаются, образуя нижнюю полую вену в ее нижней точке. Нижняя полая вена начинается позади брюшной полости и направляется к сердцу рядом с брюшной аортой. По пути вверх по телу от подвздошных вен почечные и надпочечниковые вены (почки и надпочечники), поясничные вены (со спины) и печеночные вены (от печени) впадают в нижнюю полую вену.

    Аорта

    Аорта — самая крупная из артерий большого круга кровообращения. Кровь перекачивается из левого желудочка через аортальный клапан в аорту. Аорта является высокоэластичной артерией и способна расширяться и сужаться в зависимости от кровяного давления и объема. Когда левый желудочек сокращается, чтобы протолкнуть кровь через аортальный клапан в аорту, аорта расширяется. Это расширение обеспечивает потенциальную энергию для поддержания артериального давления во время диастолы, когда аорта пассивно сокращается. Артериальное давление является самым высоким в аорте и снижается по мере кровообращения, достигая самых низких точек в конце венозного кровообращения. Разница в давлении между аортой и правым предсердием объясняет кровоток в системе кровообращения, поскольку кровь течет из областей с высоким давлением в области с низким давлением.

    Компоненты аорты

    Дуга аорты содержит периферические барорецепторы (датчики давления) и хеморецепторы (химические датчики), которые передают информацию о кровяном давлении, рН крови и уровне углекислого газа в продолговатый мозг головного мозга.Эта информация обрабатывается мозгом, а вегетативная нервная система опосредует гомеостатические реакции, включающие обратную связь в легких и почках. Аорта огибает сердце и направляется вниз, впадая в подвздошные артерии. Пять компонентов аорты:

    1. Восходящая аорта лежит между сердцем и дугой аорты. Он распадается на синусы аорты, некоторые из которых образуют коронарные артерии.
    2. Дуга аорты – вершина аорты, от которой отходят левая сонная артерия, плечеголовной ствол и левая подключичная артерия.
    3. Нисходящая аорта – это участок от дуги аорты до места ее деления на общие подвздошные артерии. Подразделяется на грудную и брюшную аорту.
    4. Грудная аорта — часть нисходящей аорты над диафрагмой. Она разветвляется на бронхиальную, медиастинальную, пищеводную и диафрагмальную артерии.
    5. Брюшная аорта представляет собой часть нисходящей аорты ниже диафрагмы, которая делится на подвздошные артерии и разветвляется на почечную и надпочечную артерии.Эта часть аорты уязвима для разрыва и кровоизлияния (аневризмы) из-за постоянно высокого кровяного давления.

    Легочные артерии

    Легочные артерии переносят деоксигенированную кровь из правого желудочка в альвеолярные капилляры легких, где выгружается углекислый газ и поглощается кислород. Это единственные артерии, которые несут деоксигенированную кровь, и считаются артериями, потому что они несут кровь от сердца. Короткий, широкий сосуд разветвляется на левую и правую легочные артерии, которые доставляют деоксигенированную кровь в соответствующие легкие.Кровь сначала проходит через легочный клапан, когда она выбрасывается в легочные артерии.

    Легочный контур : Схема малого круга кровообращения. Богатая кислородом кровь показана красным; обедненная кислородом кровь синего цвета.

    Легочные вены

    Легочные вены несут обогащенную кислородом кровь из легких в левое предсердие сердца. Несмотря на насыщенную кислородом кровь, этот большой сосуд по-прежнему считается веной, потому что по нему кровь движется к сердцу.В левое предсердие впадают четыре легочные вены. Правые легочные вены проходят позади правого предсердия и верхней полой вены, а левые проходят впереди нисходящей грудной аорты. Легочные артерии и вены считаются частью малого круга кровообращения.

    Крупные кровеносные сосуды, ведущие к сердцу: верхняя полая вена, нижняя полая вена и коронарный синус — видео и стенограмма урока

    Расположение полых вен в теле

    Полые вены

    Мы узнали, что ваши основные артерии отходят от аорты и продолжают разветвляться, чтобы снабжать кровью все части вашего тела. Ваши вены делают обратное. Они истощают ткани вашего тела, а затем сливаются, образуя все более и более крупные вены, и, наконец, сходятся, образуя самые большие вены в организме, называемые полыми венами . Слово «venae» на латыни означает «вена», а слово «cavae» на латыни означает «полая полость». Поскольку полые вены являются вашей самой большой веной, вы можете вспомнить этот термин, думая о полых венах как о вене с самой большой полостью. Полые вены имеют два отдела: верхнюю полую вену и нижнюю полую вену, и оба этих отдела возвращают кровь в правое предсердие сердца.Давайте подробнее рассмотрим эти основные вены.

    Верхняя полая вена

    Верхняя полая вена находится в верхней части грудной клетки. На этой картинке видно, что это похоже на слив, который можно было увидеть в сантехнике под вашей кухонной раковиной. Это хороший способ думать о верхней полой вене, потому что ее работа заключается в оттоке (или возврате) деоксигенированной крови прямо в правое предсердие. Его название позволяет легко запомнить, какие области тела он дренирует, потому что он дренирует структуры в верхней части тела, включая голову, шею и руки.Поэтому, если мы примем во внимание внешний вид и название верхней полой вены, мы можем легко определить ее как большую вену, которая возвращает деоксигенированную кровь к сердцу от головы и рук. Работа верхней полой вены проста, и, как и многие другие крупные вены в организме, это не более чем транспортная трубка. Эта конкретная трубка обеспечивает прямой путь крови к правому предсердию сердца, откуда она перекачивается в легкие для «заправки» кислородом.

    Верхняя полая вена возвращает кровь в правое предсердие сердца

    Нижняя полая вена

    Нижняя полая вена намного длиннее верхней полой вены, и можно утверждать, что она выполняет более важную функцию, потому что она возвращает кровь к сердцу из всех областей тела ниже диафрагмы. Другими словами, он отводит деоксигенированную кровь из ног, спины, живота и таза, а затем транспортирует ее до правого предсердия сердца. Так что, если подумать, кровь, впадающая в нижнюю полую вену, должна двигаться вверх против силы тяжести. Как оно это делает? Ранее мы узнали, что вены модифицируются таким образом, чтобы количество крови, возвращающейся к сердцу, равнялось количеству, выкачиваемому из сердца. Основная модификация представляет собой серию односторонних клапанов.Эти односторонние клапаны характерны для всех вен, и вы можете рассматривать их как односторонние двери, расположенные через определенные промежутки вдоль вены. Клапаны открываются, когда кровь движется к сердцу, а затем закрываются, чтобы предотвратить обратный ток крови.

    Коронарный синус

    До сих пор мы узнали, что кровь, возвращающаяся к сердцу от головы до ног, впадает в верхнюю и нижнюю полые вены. Но есть специальный дренаж, который мы еще не рассматривали, и это дренаж самой сердечной мышцы. Сердце — очень важный орган, и ранее мы узнали, что сердце получает свеженасыщенную кислородом кровь из коронарных артерий, которые отходят непосредственно от аорты вскоре после того, как она покидает сердце. Сердце также имеет коронарных вен , которые отводят кровь от сердечной мышцы. Затем кровь в коронарных венах стекает в коронарный синус . Коронарный синус находится в бороздке в задней части сердца и собирает деоксигенированную кровь из коронарного кровотока, а затем возвращает ее в правое предсердие.

    Расположение коронарного синуса в сердце

    Итоги урока

    Давайте повторим. Ваши вены отводят деоксигенированную кровь из тканей тела и возвращают ее к сердцу. Мелкие вены сходятся, образуя все более и более крупные вены, которые в конечном итоге впадают в полые вены . По полым венам кровь, лишенная кислорода, поступает в правое предсердие сердца. Полые вены имеют два отдела. Верхняя полая вена напоминает дренаж, ведущий вниз в сердце.Его работа состоит в том, чтобы возвращать деоксигенированную кровь к сердцу из головы и рук. нижняя полая вена имеет большую площадь дренирования, и ее задача состоит в том, чтобы возвращать деоксигенированную кровь к сердцу из всех областей тела ниже диафрагмы. Сердце имеет собственную дренажную систему. Коронарные вены отводят кровь от сердечной мышцы. Эти вены впадают в коронарный синус , который собирает кровь из коронарного кровотока и возвращает ее в правое предсердие.

    Результат обучения

    После просмотра видео учащиеся должны уметь определять и описывать функции верхней полой вены, нижней полой вены и коронарных вен.

    Кровеносный сосуд — Энциклопедия Нового Света

    Артерии, артериолы, капилляры, венулы и вены Артериальная система человека

    Кровеносный сосуд представляет собой любой из трубчатых каналов, которые переносят кровь по всему телу, будь то артерии (включая нитевидные артериолы), которые отводят кровь от сердца, вены (включая нитевидные венулы), которые доставляют кровь к сердцу, или крошечные капилляры, соединяющие артериолы и венулы. Обмен водой, газами и химическими веществами между кровью и тканями происходит через тонкие стенки капилляров.

    Диаметр кровеносных сосудов у человека варьируется от восьми микрон (0,008 мм) для капилляров до 25 000 микрон (25 миллиметров или один дюйм) для аорты (Blakemore and Jennett 2001).

    У позвоночных кровеносные сосуды являются частью сложной кровеносной системы, центром которой является сердце. У теплокровных позвоночных (млекопитающих и птиц) наиболее сложная система кровообращения с разнообразными тканями и толщиной стенок сосудов, регуляцией кровяного давления, взаимодействием с нервами и гормонами и т. д.

    В нормальных условиях эти различные элементы работают вместе в динамической гармонии, поддерживая приток крови по всему телу. Кровь, циркулирующая по кровеносным сосудам, способствует не только обмену газами и питательными веществами с многочисленными клетками организма, но и поддержанию оптимального pH, а также перемещению гормонов, ферментов, липопротеинов, иммунных клеток и других факторов, необходимых для жизни.

    Типы

    Тремя основными категориями кровеносных сосудов являются артерии, вены и капилляры. Артерии — это мышечные кровеносные сосуды, несущие кровь от сердца к клеткам, тканям и органам тела. Вены несут кровь к сердцу. Они менее мускулистые, чем артерии, и большинство из них имеют односторонние клапаны, препятствующие обратному току. Артерии подразделяются на более мелкие артерии, которые дают начало более мелким нитевидным кровеносным сосудам, называемым артериолами, , которые являются самыми маленькими из истинных артерий. Точно так же венулы представляют собой маленькие нитевидные вены. Капилляры, мельчайшие кровеносные сосуды тела, соединяющие артериолы и венулы.

    Считается, что артерии несут насыщенную кислородом кровь к тканям, тогда как вены несут деоксигенированную кровь обратно к сердцу. Это справедливо для большинства артерий и вен. Однако легочные артерии несут деоксигенированную кровь от сердца к легким, а пупочная артерия несет деоксигенированную кровь от плода к плаценте через пуповину. Точно так же легочные вены несут богатую кислородом кровь из легких в левое предсердие сердца, а пупочная вена присутствует во время развития плода и несет насыщенную кислородом кровь от плаценты к растущему плоду.Разница между венами и артериями заключается в направлении их тока (из сердца по артериям, возвращаясь к сердцу по венам), а не в содержании кислорода. Кроме того, деоксигенированная кровь, которая переносится от тканей обратно к сердцу для реоксигенации в большом круге кровообращения, все еще несет некоторое количество кислорода, хотя оно значительно меньше, чем кровь, переносимая системными артериями или легочными венами.

    В капиллярах происходят все важные обмены в системе кровообращения, обеспечивающие обмен водой, кислородом, углекислым газом и многими другими питательными веществами и химическими отходами между кровью и окружающими тканями.

    Кровеносные сосуды человека включают:

    • Артерии
      • Аорта (самая крупная артерия, выносящая кровь из сердца)
      • Ветви аорты, такие как сонная артерия, подключичная артерия, чревный ствол, брыжеечная артерия, почечная артерия и подвздошная артерия
    • Артериолы
    • Капилляры (мельчайшие кровеносные сосуды)
    • Венулы
    • Вены
      • Крупные собирательные сосуды, такие как подключичная вена, яремная вена, почечная вена и подвздошная вена.
      • Полые вены (две самые крупные вены, несущие кровь в сердце)

    Анатомия

    Размер и толщина различных кровеносных сосудов значительно различаются. У людей существует 3000-кратный диапазон между диаметром капилляров (8 мкм) и аортой (25 миллиметров), при этом аорта является самым большим кровеносным сосудом в организме человека (Blakemore and Jennett 2001). Точно так же толщина стенок различных кровеносных сосудов сильно различается: наибольшая толщина в крупных артериях, меньше в венах сравнимого диаметра и толщина стенок всего в одну клетку в капиллярах (Blackmore and Jennett 2001).

    Артерии и вены имеют одинаковую базовую структуру. Есть три слоя, изнутри наружу:

    • Tunica intima (самый тонкий слой): Один слой простых плоскоклеточных эндотелиальных клеток, склеенных полисахаридным межклеточным матриксом, окруженный тонким слоем субэндотелиальной соединительной ткани, переплетенной рядом циркулярно расположенных эластичных полос, называемых внутренними эластичными пластинка
    • Tunica media (самый толстый слой): кольцевидно расположенные эластичные волокна, соединительная ткань и полисахаридные вещества. Средняя оболочка может (особенно в артериях) быть богатой гладкими мышцами сосудов, которые контролируют внутренний диаметр сосуда. Среда Tunica и третий слой разделены еще одной толстой эластичной полосой, называемой внешней эластичной пластинкой.
    • Придаточная оболочка: Полностью состоит из соединительной ткани. Он также содержит нервы, которые иннервируют мышечный слой, а в более крупных кровеносных сосудах — питательные капилляры (vasa vasorum).

    Капилляры состоят лишь из слоя эндотелия и иногда из соединительной ткани.

    Стенки аорты и ее основных ветвей представляют собой смешанную ткань из волокнистой коллагеновой ткани, гладкой мускулатуры и эластических волокон, последние из которых составляют около половины массы стенок (Blakemore and Jennett 2001). Эластические волокна важны тем, что они позволяют сосудам сохранять свою целостность, поскольку они расширяются, когда в них вводится кровь, а затем сужаются, когда кровь течет из них в более мелкие артерии (Blakemore and Jennett 2001). Артериолы имеют диаметр от 20 до 30 мкм и относительно очень толстые стенки, состоящие в основном из гладких мышц.Действие гладкой мускулатуры артериол определяет диаметр сосудов и количество протекающей по ним крови, а также обуславливает наибольшее падение давления во всей системе кровообращения (Blakemore and Jennett, 2001).

    Венозные клапаны препятствуют обратному току крови.

    Как и артерии, вены имеют трехслойные стенки, но стенки вен менее мускулистые и тоньше, чем стенки артерий. Внутренняя часть более крупных вен занята периодически возникающими односторонними клапанами, называемыми венозными клапанами, которые предотвращают обратный ток крови и ее скопление в нижних конечностях из-за действия силы тяжести.У человека клапаны отсутствуют в самых мелких венах и наиболее многочисленны на конечностях.

    В любой момент времени около 70 процентов всего объема крови человека содержится в венах, которые очень растяжимы и способны выдерживать большие изменения своего объема (Blakemore and Jennett 2001). Вены над сердцем могут спадаться, когда они пусты, а эластичная ткань позволяет им расширяться при наполнении, хотя расширение ограничено нерастяжимой фиброзной тканью (Blakemore and Jennett 2001).

    Когда кровеносные сосуды соединяются, образуя область диффузного кровоснабжения, это называется анастомозом (мн. анастомозы). Анастомозы обеспечивают важнейшие альтернативные пути кровотока в случае закупорки и заметны в организме человека в нескольких стратегических местах, таких как коленный и плечевой суставы, а также лопатка.

    Физиология

    Кровеносные сосуды не участвуют активно в транспортировке крови (у них нет заметной перистальтики), но артерии — и в некоторой степени вены — могут регулировать свой внутренний диаметр за счет сокращения мышечного слоя.Это изменяет приток крови к расположенным ниже по течению органам и определяется вегетативной нервной системой. Вазодилатация и вазоконстрикция также используются антагонистически как методы терморегуляции.

    Кислород (связанный с гемоглобином в эритроцитах) является наиболее важным питательным веществом, переносимым кровью. Во всех постплодных артериях человека, кроме легочной артерии, гемоглобин сильно насыщен (95-100%) кислородом. Во всех венах, кроме легочной, гемоглобин десатурирован примерно на 75 процентов.(В малом круге кровообращения значения меняются местами.)

    Артериальное давление в кровеносных сосудах традиционно выражается в миллиметрах ртутного столба (один мм рт.ст. = 133 Па). В артериальной системе это обычно около 120 мм рт. ст. систолическое (волна высокого давления из-за сокращения сердца) и 80 мм рт. ст. диастолическое (волна низкого давления). Артериальное давление в капиллярах падает всего до 30 мм рт. ст. (Blakemore and Jennett, 2001). Напротив, давление в венозной системе постоянно и редко превышает десять миллиметров ртутного столба.Давление в легочной артерии значительно ниже, чем в других артериях, и обычно составляет 25/12 мм рт.ст. (систолическое/диастолическое) (Blakemore and Jennett 2001).

    Вазоконстрикция – это сужение кровеносных сосудов (сужение, уменьшение площади поперечного сечения) за счет сокращения гладкой мускулатуры сосудов в стенках сосудов. Он регулируется сосудосуживающими средствами (веществами, вызывающими сужение сосудов). К ним относятся паракринные факторы (например, простагландины), ряд гормонов (например, вазопрессин и ангиотензин) и нейромедиаторы (например, адреналин) нервной системы.

    Вазодилатация, расширение кровеносных сосудов за счет расслабления гладкой мускулатуры сосудов, опосредуется агентами, достигающими эффектов, противоположных вазоконстрикторным агентам. Наиболее известным сосудорасширяющим средством является оксид азота (называемый релаксирующим фактором эндотелиального происхождения).

    Проницаемость эндотелия играет ключевую роль в высвобождении питательных веществ в ткани. Он увеличивается при воспалении в ответ на гистамин, простагландины и интерлейкины, что приводит к большинству симптомов воспаления (отек, покраснение и повышение температуры).

    Капилляры представляют собой обменные сосуды, чей единственный слой эпителиальных клеток с микроскопическими промежутками между соседними клетками обеспечивает двусторонний проход питательных веществ, поступающих в ткани, и отходов, образующихся в результате тканевого метаболизма, поступающих в кровь (Blakemore and Jennett 2001) . Количество капилляров настолько велико, что, несмотря на их индивидуальный микроскопический размер, их общая пропускная способность обеспечивает низкое сопротивление току крови, а их высокая плотность означает короткое расстояние для диффузии питательных веществ и газов (Blakemore and Jennett 2001).В капиллярах, расположенных ближе к артериям, давление выше, чем в венах (Blakemore and Jennett, 2001). Более активные ткани, как правило, имеют большую плотность капилляров (Blakemore and Jennett, 2001).

    Роль в заболевании

    Кровеносные сосуды играют роль практически во всех заболеваниях. Рак, например, не может прогрессировать, если опухоль не вызывает ангиогенез (образование новых кровеносных сосудов) для удовлетворения метаболических потребностей злокачественных клеток. Атеросклероз, образование липидных комков (атером) в стенках кровеносных сосудов, является основной причиной сердечно-сосудистых заболеваний, основной причиной смерти в западном мире.

    Проницаемость кровеносных сосудов увеличивается при воспалении, и кровеносные сосуды могут кровоточить либо спонтанно, либо вследствие повреждения в результате травмы. Напротив, окклюзия кровеносного сосуда (например, разорвавшейся атеросклеротической бляшкой, эмболизированным тромбом или инородным телом) приводит к нижестоящей ишемии (недостаточному кровоснабжению) и некрозу (распаду ткани).

    Васкулит – это воспаление стенки сосуда, вызванное аутоиммунным заболеванием или инфекцией.

    Ссылки

    Ссылки ISBN поддерживают NWE за счет реферальных сборов

    • Блейкмор, К.и С. Дженнетт. 2001. The Oxford Companion to the Body . Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета. ISBN 019852403X.
    • Харпер, Д. 2001. Артерия. В Онлайн- этимологическом словаре . Проверено 3 мая 2008 г.
    • .
    • Trupie, AGG 2008. Вены: Введение. Руководство Merck . Полученные 3 мая 2008 года.
    Список артерий головы и шеи
    CC / EC
    SUP. щитовидная железа верхняя гортань — грудино-ключично-сосцевидная ветвь — подподъязычная ветвь — перстнещитовидная ветвь — железистые ветви
    возр. глоточный задняя оболочечная — глоточные ветви — нижняя барабанная
    языковой надподъязычный — дорсально-язычный — глубоко язычно — подъязычно
    лицо шейные ветви (восходящие небные, миндалины, подбородочные, железистые) — лицевые ветви (нижнегубные, верхнегубные/носовые перегородки, латеральные носовые, угловые)
    затылочный грудино-ключично-сосцевидная – менингеальная – затылочная – ушная – нисходящая
    пост.ушной шилососцевидный — стременный — ушной — затылочный
    доп. временной поперечная лицевая – средневисочная (зигоматико-орбитальная) – передняя ушная – лобная – теменная
    верхнечелюстной 1-я часть/нижнечелюстная: передняя барабанная – глубокая ушная – средняя оболочечная (верхняя барабанная, каменистая) – добавочная оболочечная – нижняя альвеолярная (подбородочная, челюстно-подъязычная)

    2-я часть/крыловидная: к жевательным мышцам (глубокая височная, крыловидная, жевательная) — щечная

    3-я часть/крыло-небная: задняя верхняя альвеолярная — подглазничная (передняя верхняя альвеолярная) — нисходящая небная (большая небная, малая небная) — артерия крыловидного канала — клиновидно-небная (задняя перегородочная ветвь, задняя латеральная носовая)
    CC/IC
    шейный отдел каротидный синус
    каменистая Vidian — сонно-барабанная
    кавернозный/
    офтальмологический
    глазничная группа: задняя решетчатая — передняя решетчатая (передняя перегородочная, передняя латеральная носовая, передняя менингеальная) — слезная (латеральная пальпебральная) — медиальная пальпебральная — терминальная (надглазничная, надблоковая, дорсальная носовая)
    глазная группа ретинально-цилиарная (короткая задняя, ​​длинная задняя, ​​передняя) — гипофизарная (верхняя, нижняя)
    мозговой/Виллис ПМА (передняя сообщающаяся) — СМА (переднебоковая центральная, лентикулостриарная) — задняя сообщающаяся — передняя хориоидальная
    SC
    позвоночная артерия оболочечные — спинальные (задние, передние) — мозжечковые (PICA)
    базилярные: мосто-лабиринтные — мозжечковые (AICA, SCA) — мозговые (PCA)
    щитошейный ствол нижняя щитовидная железа: нижняя гортань – трахея – пищевод – восходящая шейная – глотка – железистые ветви

    поперечная шейная: поверхностная ветвь — глубокая ветвь/дорсальная лопаточная

    надлопаточный: акромиальная ветвь
    реберно-шейный ствол глубокая шейка

    Шаблон: Артерии грудной клетки и брюшной полости

    9034

    Profunda Brachii (радиальный залог, медиальный залог) — Ulnar Solateral Artery (превосходное, низшее)

    Список артерий верхних конечностей
    Spachapular

    Локапный анастомоз — 1-й часть Улучшенная торака — 2-й Часть Торакокрам (дельтоидный ветвь) — боковая грудная страна — 3 Часть Subscapular (Coinflex Scapular, Торакодорсальный) — Переднее Heirel Ciftlex — задний плечевой Ciumflex

    Brachial
    Лучевая Предплечье: Лучевая возвратная

    запястье/запястье: тыльная запястная ветвь — ладонно-запястная ветвь

    кисть: поверхностная ладонная ветвь — Princeps pollicis (радиальная часть указательного пальца)

    запястье/запястье: тыльная запястная ветвь — ладонно-запястная ветвь

    кисть: глубокая ладонная ветвь
    дуги тыльная запястная дуга: тыльная пястная (дорсальная пальцевая)

    ладонно-запястная дуга

    поверхностная ладонная дуга: общий ладонный пальцевой (собственный ладонный пальцевой)

    Deep Palmar Arch: Palmar Metacarpal
    EI: Femoral Упорядочные эпигастра — поверхностный подъемник

    наружные половые органы : поверхностно-глубоко (передняя часть мошонки)

    profunda femoris: латеральная огибающая бедренная кость (нисходящая, поперечная, восходящая) — медиальная огибающая бедренную кость (восходящая, поверхностная, глубокая, вертлужная) — перфорирующая

    По убыванию Poodicle (подщиковая ветвь, суставные ветви)

    Sural

    Sural
    Poosiculary : превосходные паникулярные (медиальные, боковые) — средняя паникуляр — уступающий паникуляр (медиальный, боковой)

    Передний большеберцовый Большеберцовый возвратный (задний, передний)

    передняя лодыжка (медиальная, латеральная)

    Дорсалис Педис: TARSAL (медиальный, боковой)
    сзади Tibial

    Ciumbleflex Fibular — Fibular
    Medial Plantar — боковой доляр

    Arches

    Arcuate: дорсал первая тыльная плюсневая — глубокая подошвенная — тыльная пальцевая артерии
    подошвенная дуга: подошвенная плюсневая — общая подошвенная пальцевая — собственно подошвенная пальцевая

    Кредиты

    Энциклопедия Нового Света авторов и редакторов переписали и дополнили статью Википедии в соответствии со стандартами New World Encyclopedia . Эта статья соответствует условиям лицензии Creative Commons CC-by-sa 3.0 (CC-by-sa), которая может использоваться и распространяться с надлежащим указанием авторства. Упоминание должно быть выполнено в соответствии с условиями этой лицензии, которая может ссылаться как на авторов New World Encyclopedia , так и на самоотверженных добровольных участников Фонда Викимедиа. Чтобы процитировать эту статью, щелкните здесь, чтобы просмотреть список допустимых форматов цитирования. История более ранних вкладов википедистов доступна исследователям здесь:

    История этой статьи с момента ее импорта в New World Encyclopedia :

    Примечание. На использование отдельных изображений, лицензированных отдельно, могут распространяться некоторые ограничения.

    Основные кровеносные сосуды сердца

    Последнее обновление:

    Введение в основные кровеносные сосуды сердца:

    Главные (или большие) кровеносные сосуды сердца представляют собой более крупные артерии и вены, которые прикрепляются к предсердиям и желудочкам и транспортируют кровь в систему системного кровообращения и систему легочного кровообращения и обратно.

    Системная кровеносная система.

    Система легочного кровообращения.

    Кровь доставляется в правое предсердие из большой кровеносной системы по двум венам:

    • верхняя полая вена ( L., вена, вена + полая вена, полая ) транспортирует обедненную кислородом кровь от верхних конечностей, головы и шеи.

    Узнать о сердечно-сосудистой системе? Вам может понравиться это руководство по пересмотру сердечно-сосудистой системы с диаграммами, тестами и бесплатными рабочими листами.

    Верхняя полая вена.

    • Нижняя полая вена транспортирует обедненную кислородом кровь из грудной клетки, брюшной полости и нижних конечностей.

    Нижняя полая вена.

    Кровь выходит из правого желудочка через легочную стволовую артерию . Примерно на два дюйма выше основания сердца этот сосуд разветвляется на левую и правую легочные артерии, которые переносят кровь в легкие.

    Артерия легочного ствола.

    Левые легочные вены и правые легочные вены возвращают насыщенную кислородом кровь из легких в левое предсердие.

    Правая и левая легочные вены.

    Кровь переходит из левого предсердия в левый желудочек. Отсюда он перекачивается в системный кровоток через более крупную эластичную артерию, называемую аортой .

    Аорта.

    Виды сердца спереди и сзади могут помочь лучше понять внешний вид и относительное расположение этих крупных кровеносных сосудов.

    Виды спереди и сзади на основные кровеносные сосуды сердца.

    Проверь себя:

    Вид спереди: [ Показать / Скрыть ответы]

    Просмотрите вид спереди основных кровеносных сосудов сердца и проверьте себя.

    Вид сзади: [ Показать / Скрыть ответы]

    Просмотрите вид сзади основных кровеносных сосудов сердца и проверьте себя.

    Кровеносные сосуды и сосуды — MCAT Biology

    Если вы считаете, что контент, доступный с помощью Веб-сайта (как это определено в наших Условиях обслуживания), нарушает одно или более ваших авторских прав, пожалуйста, сообщите нам, предоставив письменное уведомление («Уведомление о нарушении»), содержащее в информацию, описанную ниже, назначенному агенту, указанному ниже.Если университетские наставники примут меры в ответ на ан Уведомление о нарушении, он предпримет добросовестную попытку связаться со стороной, предоставившей такой контент средства самого последнего адреса электронной почты, если таковой имеется, предоставленного такой стороной Varsity Tutors.

    Ваше Уведомление о нарушении может быть направлено стороне, предоставившей контент, или третьим лицам, таким как так как ChillingEffects.org.

    Обратите внимание, что вы будете нести ответственность за ущерб (включая расходы и гонорары адвокатов), если вы существенно искажать информацию о том, что продукт или деятельность нарушают ваши авторские права. Таким образом, если вы не уверены, что содержимое находится на Веб-сайте или на который ссылается Веб-сайт, нарушает ваши авторские права, вам следует сначала обратиться к адвокату.

    Чтобы подать уведомление, выполните следующие действия:

    Вы должны включить следующее:

    Физическая или электронная подпись владельца авторских прав или лица, уполномоченного действовать от его имени; Идентификация авторских прав, которые, как утверждается, были нарушены; Описание характера и точного местонахождения контента, который, как вы утверждаете, нарушает ваши авторские права, в \ достаточно подробно, чтобы преподаватели университета могли найти и точно идентифицировать этот контент; например, мы требуем а ссылку на конкретный вопрос (а не только название вопроса), который содержит содержание и описание к какой конкретной части вопроса — изображению, ссылке, тексту и т. д. — относится ваша жалоба; Ваше имя, адрес, номер телефона и адрес электронной почты; а также Заявление от вас: (а) что вы добросовестно полагаете, что использование контента, который, как вы утверждаете, нарушает ваши авторские права не разрешены законом или владельцем авторских прав или его агентом; б) что все информация, содержащаяся в вашем Уведомлении о нарушении, является точной, и (c) под страхом наказания за лжесвидетельство вы либо владельцем авторских прав, либо лицом, уполномоченным действовать от их имени.

    Отправьте жалобу нашему назначенному агенту по адресу:

    Чарльз Кон Varsity Tutors LLC
    101 S. Hanley Rd, Suite 300
    Сент-Луис, Миссури 63105

    Или заполните форму ниже:

     

    14.4 Кровеносные сосуды – биология человека

    Создано Фондом CK-12/адаптировано Кристин Миллер

    Рисунок 14.4. 1 Это какие-то большие вены…..

    Почему у бодибилдеров такие выступающие вены? Выпуклые мышцы подталкивают поверхностные вены ближе к коже.Объедините это с фактическим отсутствием подкожного жира, и у вас будут выпуклые вены, а также выпуклые мышцы. Вены являются одним из трех основных типов кровеносных сосудов сердечно-сосудистой системы.

    Кровеносные сосуды  являются частью сердечно-сосудистой системы, которая транспортирует кровь по человеческому телу. Различают три основных типа кровеносных сосудов. Помимо вен, к ним относятся артерии и капилляры.

    Артерии

    Артерии  определяются как кровеносные сосуды, несущие кровь от сердца.Кровь течет по артериям в основном потому, что она находится под давлением насосной деятельности сердца. Следует отметить, что коронарные артерии, которые снабжают клетки сердечной мышцы кровью, проходят 90 711 по направлению к 90 712 сердцу, но не как часть кровотока, проходящего через камеры сердца. Большинство артерий, включая коронарные артерии, несут насыщенную кислородом кровь, но есть несколько исключений, прежде всего легочная артерия. Эта артерия несет деоксигенированную кровь от сердца к легким, где она насыщается кислородом и выделяет углекислый газ.Практически во всех других артериях гемоглобин эритроцитов сильно насыщен кислородом (95–100%). Эти артерии распределяют насыщенную кислородом кровь к тканям по всему телу.

    Самая крупная артерия в организме — это аорта , которая соединяется с сердцем и проходит в брюшную полость (см. рис. 14.4.2). В аорту поступает насыщенная кислородом кровь под высоким давлением непосредственно из левого желудочка сердца. Аорта имеет много ветвей, и ветви многократно подразделяются, при этом подразделения становятся все меньше и меньше в диаметре.Самые мелкие артерии называются артериолами.

    Рисунок 14.4.2 На этом рисунке показаны сердце и основные артерии сердечно-сосудистой системы. Легочные вены включены в схему, потому что, как и артерии, они несут насыщенную кислородом кровь.

    Вены

    Вены определяются как кровеносные сосуды, несущие кровь к сердцу. Кровь, идущая по венам, не находится под давлением бьющегося сердца. Ему помогают двигаться за счет сжимающего действия скелетных мышц, например, когда вы идете или дышите.Обратному течению также препятствуют клапаны в крупных венах, как показано на рис. 14.4.3. и как видно на изображении УЗИ на рис. 14.4.4. Вены называются емкостными кровеносными сосудами, потому что большая часть общего объема крови тела (около 60 процентов) содержится в венах.

    Рис. 14.4.3 Две створки венозного клапана могут открываться только в одном направлении, поэтому кровь может течь по вене только в одном направлении. Рисунок 14.4.4 Здесь вы можете видеть, как венозный клапан открывается и закрывается, позволяя крови течь ближе к сердцу при каждом сокращении окружающих скелетных мышц.

     

    В большинстве вен течет деоксигенированная кровь, но есть несколько исключений, включая четыре легочные вены. Эти вены несут насыщенную кислородом кровь от легких к сердцу, которое затем перекачивает кровь к остальным частям тела. Практически во всех других венах гемоглобин относительно ненасыщен кислородом (около 75%).

    Рис. 14.4.5 Верхняя и нижняя полые вены — самые крупные вены тела. Они доставляют дезоксигенированную кровь непосредственно в правое предсердие.

    Двумя самыми крупными венами в организме являются верхняя полая вена, которая несет кровь из верхней части тела прямо в правое предсердие, и нижняя полая вена, которая несет кровь из нижней части тела прямо в правое предсердие ( показано на рисунке 14.4.5). Подобно артериям, вены образуют сложную разветвленную систему крупных и мелких сосудов.Самые маленькие вены называются венулами. Они получают кровь из капилляров и транспортируют ее в более крупные вены. Каждая венула получает кровь из нескольких капилляров. См. основные вены человеческого тела на рис. 14.4.6.

    Рисунок 14.4.6 На этой диаграмме показаны сердце и основные вены сердечно-сосудистой системы. Легочные артерии включены в схему, потому что, как и вены, они несут деоксигенированную кровь.

    Капилляры

    Капилляры — мельчайшие кровеносные сосуды сердечно-сосудистой системы.Они настолько малы, что через капилляр может протиснуться только один эритроцит, и то только в том случае, если эритроцит деформируется. Капилляры соединяют артериолы и венулы, как показано на рис. 14.4.7. Капилляры обычно образуют разветвленную сеть сосудов, называемую капиллярным руслом, которая обеспечивает большую площадь поверхности для обмена веществ между кровью и окружающими тканями.

    Рис. 14.4.7 Капилляры образуют русла мельчайших кровеносных сосудов, которые обмениваются веществами с клетками тканей.

    Структура кровеносных сосудов

    Рис. 14.4.8 Просвет — это белое пространство в центре поперечного сечения среза артерии. Вы можете видеть, что стенки артерии имеют несколько слоев.

    Все кровеносные сосуды в основном представляют собой полые трубки с внутренним пространством, называемым просветом, по которому течет кровь. Просвет артерии показан в поперечном сечении на микрофотографии (рис. 14.4.8). Ширина кровеносных сосудов различна, но все они имеют просвет. Стенки кровеносных сосудов различаются в зависимости от типа сосуда.В целом по строению своих стенок артерии и вены больше похожи друг на друга, чем на капилляры.

    Стенки артерий и вен

    Стенки как артерий, так и вен состоят из трех слоев: внутренней оболочки, средней оболочки и адвентициальной оболочки. Вы можете увидеть три слоя артерии на рисунке 14.4.9.

    1. Внутренняя оболочка — это внутренний слой артерий и вен. Это также самый тонкий слой, состоящий из одного слоя эндотелиальных клеток, окруженных тонким слоем соединительной ткани.Уменьшает трение между кровью и внутренней стороной стенок кровеносных сосудов.
    2. tunica media — средний слой артерий и вен. В артериях это самый толстый слой. Состоит в основном из эластических волокон и соединительной ткани. В артериях это самый толстый слой, потому что он также содержит гладкие мышечные ткани, которые контролируют диаметр сосудов, поэтому ширина оболочки может помочь отличить артерии от вен.
    3. Наружная оболочка (также называемая адвентициальной оболочкой) представляет собой наружный слой артерий и вен.Он состоит из соединительной ткани, а также содержит нервы. В венах это самый толстый слой. В целом наружная оболочка защищает и укрепляет сосуды и прикрепляет их к окружающим структурам.
    Рис. 14.4.9 Вена состоит из тех же трех слоев, что и показанная здесь артерия, но средний слой (средняя оболочка) вены тоньше и не содержит гладкой мышечной ткани.

    Капиллярные стенки

    Стенки капилляров состоят чуть более чем из одного слоя эпителиальных клеток.Имея толщину всего в одну клетку, стенки хорошо приспособлены для обмена веществ между кровью внутри них и клетками окружающих тканей. Вещества, включая воду, кислород, глюкозу и другие питательные вещества, а также продукты жизнедеятельности (например, углекислый газ), могут быстро и легко проходить через очень тонкие стенки капилляров. См. рисунок 14.4.9 для сравнения строения артерий, вен и капилляров.

    Рисунок 14.4.10 Существуют значительные структурные различия между артериями, венами и капиллярами.

    Кровь в артериях обычно находится под давлением из-за сокращения сердца. Давление является самым высоким, когда сердце сокращается и выталкивает кровь, и самым низким, когда сердце расслабляется и наполняется кровью. (Вы можете почувствовать это изменение давления на запястье или шее, когда считаете пульс.)  Артериальное давление  — это мера силы, с которой кровь воздействует на стенки артерий. Обычно его измеряют в миллиметрах ртутного столба (мм рт. ст.) и выражают двойным числом: большее число соответствует систолическому давлению, когда желудочки сокращаются, и меньшее число — диастолическому давлению, когда желудочки расслабляются.Нормальное артериальное давление обычно определяется как менее 120 мм рт.ст. (систолическое)/80 мм рт.ст. (диастолическое) при измерении на руке на уровне сердца. Оно уменьшается по мере того, как кровь течет дальше от сердца и попадает в более мелкие артерии.

    По мере того, как артерии становятся меньше, увеличивается сопротивление току крови по ним из-за трения крови о стенки артерий. Это сопротивление ограничивает кровоток, так что меньше крови достигает более мелких сосудов, расположенных ниже по течению, тем самым снижая кровяное давление до того, как кровь попадет в мельчайшие сосуды, капилляры.Без этого снижения кровяного давления капилляры не смогли бы выдержать давление крови, не лопнув. К тому времени, когда кровь течет по венам, она находится под очень низким давлением. Давление крови на стенки вен всегда примерно одинаково — в норме не более 10 мм рт.

    Гладкие мышцы стенок артерий могут сокращаться или расслабляться, вызывая вазоконстрикцию (сужение просвета кровеносных сосудов) или вазодилатацию (расширение просвета кровеносных сосудов).Это позволяет артериям, особенно артериолам, сокращаться или расслабляться по мере необходимости, чтобы регулировать кровяное давление. В этом отношении артериолы действуют как регулируемая насадка на садовом шланге. Когда они сужаются, повышенное трение со стенками артерий приводит к тому, что меньше крови течет вниз по течению от сужения, что приводит к падению артериального давления. Эти действия контролируются вегетативной нервной системой в ответ на чувствительные к давлению сенсорные рецепторы в стенках крупных артерий.

    Артерии также могут расширяться или сужаться, помогая регулировать температуру тела, позволяя большему или меньшему количеству крови течь от теплого ядра тела к поверхности тела. Кроме того, вазоконстрикция и вазодилатация играют роль в реакции борьбы или бегства под контролем симпатической нервной системы. Расширение сосудов позволяет большему количеству крови притекать к скелетным мышцам, а вазоконстрикция уменьшает приток крови к органам пищеварения.

    Рисунок 14.4.11 У этого мужчины варикозное расширение вен правой нижней части голени.

    Бугристый вид ноги этого мужчины (рис. 14.4.10) вызван варикозным расширением вен. У вас варикозное расширение вен? Если вы это сделаете, вы можете задаться вопросом, являются ли они признаком серьезной проблемы со здоровьем. Вы также можете задаться вопросом, следует ли вам их лечить, и если да, то какие методы лечения доступны. Как это обычно бывает, когда дело касается здоровья, знание — сила.

    Варикозное расширение вен — это вены, которые стали увеличенными и искривленными из-за того, что их клапаны стали неэффективными (см. Рисунок 14.4.11). В результате кровь скапливается в венах и растягивает их. Варикозное расширение вен чаще всего возникает в поверхностных венах ног, но может возникать и в других частях тела. Они чаще всего встречаются у пожилых людей, женщин и людей, у которых есть семейная история этого заболевания. Ожирение и беременность также увеличивают риск развития варикозного расширения вен. Дополнительными факторами риска являются работа, требующая стояния в течение длительного времени, хронические запоры и длительное употребление алкоголя.

    Рисунок 14.4.12 На этой диаграмме показано, как образуются варикозные вены.

    Варикозное расширение вен обычно не является серьезным. Для многих людей они являются лишь косметической проблемой. Однако в тяжелых случаях варикозное расширение вен может вызывать боль и другие проблемы. Пораженные ноги могут ощущаться тяжелыми и болезненными, особенно после длительного стояния. Лодыжки могут опухать к концу дня. Незначительные травмы могут кровоточить больше, чем обычно. Кожа над варикозным расширением вен может стать красной, сухой и зудящей. В очень тяжелых случаях могут развиваться язвы на коже.

    Если вас беспокоит варикозное расширение вен, сообщите об этом своему врачу, который может определить наилучший план действий в вашем случае. Существует множество потенциальных методов лечения варикозного расширения вен. Некоторые методы лечения имеют потенциальные неблагоприятные побочные эффекты, и при многих из них варикозное расширение вен может вернуться. Лучшее лечение для данного пациента частично зависит от тяжести состояния.

    • Если варикозное расширение вен не является серьезным, могут быть рекомендованы варианты консервативного лечения. К ним относятся избегание стояния или сидения в течение длительного времени, частое поднятие ног и ношение градуированных компрессионных чулок.
    • В более серьезных случаях могут быть рекомендованы менее консервативные, но нехирургические варианты. К ним относится склеротерапия, при которой лекарство вводится в вены, чтобы заставить их сжиматься. Еще одним нехирургическим подходом является эндовенозная термоабляция. В этом типе лечения лазерный свет, радиочастотная энергия или пар используются для нагрева стенок вен, заставляя их сжиматься и разрушаться.
    • В наиболее серьезных случаях хирургическое вмешательство может быть лучшим вариантом. Наиболее инвазивной операцией является удаление вены, при которой весь или часть основного ствола вены перевязывается и удаляется из ноги, пока пациент находится под общей анестезией. При менее инвазивной операции, называемой амбулаторной флебэктомией, короткие сегменты вены удаляются через крошечные разрезы под местной анестезией.
    • Кровеносные сосуды — это часть сердечно-сосудистой системы, которая переносит кровь по всему человеческому телу. Это длинные, полые, трубчатые структуры. Различают три основных типа кровеносных сосудов: артерии, вены и капилляры.
    • Артерии — это кровеносные сосуды, несущие кровь от сердца. Большинство артерий несут насыщенную кислородом кровь. Самая крупная артерия — аорта, которая соединяется с сердцем и проходит в брюшную полость. Кровь движется по артериям из-за давления от биения сердца.
    • Вены — это кровеносные сосуды, несущие кровь к сердцу. В большинстве вен течет деоксигенированная кровь.Самыми крупными венами являются верхняя полая вена и нижняя полая вена. Кровь движется по венам за счет сжимающего действия окружающих скелетных мышц. Клапаны в венах препятствуют обратному току крови.
    • Капилляры — это мельчайшие кровеносные сосуды. Они соединяют артериолы и венулы. Они образуют капиллярные русла, в которых происходит обмен веществ между кровью и окружающими тканями.
    • Стенки артерий и вен имеют три слоя. Средний слой наиболее толстый в артериях, в которых он содержит гладкую мышечную ткань, контролирующую диаметр сосудов. Наружный слой наиболее толстый в венах и состоит в основном из соединительной ткани. Стенки капилляров состоят чуть более чем из одного слоя эпителиальных клеток.
    • Артериальное давление — это мера силы, с которой кровь воздействует на стенки артерий. Он выражается в виде двойного числа, где большее число представляет систолическое давление, когда желудочки сокращаются, а меньшее число представляет собой диастолическое давление, когда желудочки расслабляются. Нормальное кровяное давление обычно определяется как давление менее 120/80 мм рт.
    • Вазоконстрикция (сужение) и вазодилатация (расширение) артерий могут возникать, чтобы помочь регулировать кровяное давление или температуру тела или изменить кровоток как часть реакции «бей или беги».
    1. Что такое кровеносные сосуды? Назовите три основных типа кровеносных сосудов.
    2. Сравните движение крови по артериям и венам.
    3. Что такое капилляры и какова их функция?
    4. Есть ли вообще в крови в большинстве вен кислород? Поясните свой ответ.
    5. Объясните, почему важно, чтобы стенки капилляров были очень тонкими.

    Как работает кровяное давление — Уилфред Манзано, TED-Ed, 2015.

    Что такое варикозное расширение вен? Кливлендская клиника, 2019.

    Артерии и вены (кровеносная система), MooMooMath and Science, 2018.

     

    Атрибуции

    Рисунок 14.4.1

    бодибилдинг_PNG24 из pngimg. com используется по лицензии CC BY-NC 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/).

    Рисунок 14.4.2

    Arterial_System_en.svg Марианы Руис Вильярреал [LadyofHats] на Викискладе является общественным достоянием (https://en.wikipedia.org/wiki/Public_domain).

    Рисунок 14.4.3

    Skeletal_Muscle_Vein_Pump от OpenStax College на Викискладе используется по лицензии CC BY 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0).

    Рисунок 14.4.4

    Venous_valve_00013 Невита Дилмена на Викискладе используется по лицензии CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0).


    Рисунок 14.4.5

    Верхняя и нижняя полая вена от ArtFavor (приобретена у OCAL) с Freestockphotos.biz, используется в соответствии с универсальной лицензией общего пользования CC0 1.0 (https://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/). Работа адаптирована Кристин Миллер.

    Рисунок 14. 4.6

    Venous_system_en.svg Марианы Руис Вильярреал [LadyofHats] на Викискладе является общественным достоянием (https://en.wikipedia.org/wiki/Public_domain).

    Рисунок 14.4.7

    1024px-2105_Capillary_Bed от OpenStax College на Викискладе используется по лицензии CC BY 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0).

    Рисунок 14.4.8

    Артерия Лорда Конрада на Викискладе используется под CC0 1.0 Универсальная лицензия на общественное достояние (https://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/).

    Рисунок 14.4.9

    Blausen_0055_ArteryWallStructure от BruceBlaus на Викискладе используется по лицензии CC BY 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0).

    Рисунок 14.4.10

    Сравнение капилляров артерий и вен от Christinelmiller на Викискладе используется в рамках лицензии CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4. 0) лицензия.

    Рисунок 14.4.11

    Варикозное расширение вен автора Jackerhack из английской Википедии на Викискладе используется под лицензией CC BY-SA 2.5 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.5).

    Рисунок 14.4.12

    Varicose_veins-en.svg от Jmarchn на Викискладе используется по лицензии CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0). [Работа изменена из Varicose veins.jpg на Викискладе из Национального института сердца, легких и крови (NIH)]

    Каталожные номера

    Беттс, Дж.Г., Янг, К.А., Уайз, Дж.А., Джонсон, Э., По, Б., Круз, Д.Х., Корол, О., Джонсон, Дж.Э., Уомбл, М., ДеСейкс, П. (2013, 19 июня). Рисунок 20.6 Капиллярный слой [цифровое изображение]. В Анатомия и физиология (Раздел 20.1). ОпенСтакс. https://openstax.org/books/anatomy-and-physiology/pages/20-1-structure-and-function-of-кровеносных сосудов

    Беттс, Дж. Г., Янг, К. А., Уайз, Дж. А., Джонсон, Э. , По, Б., Круз, Д. Х., Корол, О., Джонсон, Дж. Э., Уомбл, М., ДеСэ, П. (2013, 19 июня) ). Рисунок 20.15 Насос скелетных мышц [цифровое изображение]. В Анатомия и физиология (раздел 20.2). ОпенСтакс. https://openstax.org/books/anatomy-and-physiology/pages/20-2-blood-flow-blood-pressure-and-resistance

    Сотрудники Blausen.com. (2014). Медицинская галерея Blausen Medical 2014. WikiJournal of Medicine 1 (2). DOI: 10.15347/wjm/2014.010. ISSN 2002-4436.

    Клиника Кливленда. (2019, 30 декабря). Что такое варикоз? YouTube. https://www.youtube.com/watch?v=9Wf8bLXVwFI&feature=youtu.быть

    MooMooМатематика и наука. (2018, 5 апреля). Артерии и вены (кровеносная система). YouTube. https://www.youtube.com/watch?v=hnjMdXSyA5o&feature=youtu.be

    TED-Ed. (2015, 23 июля). Как работает артериальное давление — Уилфред Манзано. YouTube. https://www.youtube.com/watch?v=Ab9OZsDECZw&feature=youtu.be

     

    Вычислительный инструмент для исследования взаимодействия сердца и сосудов

    Abstract

    Мы разработали вычислительную модель всего кровообращения путем интеграции модели линии передачи (TL), описывающей передачу сосудистых волн, в установленную платформу CircAdapt для механики всего сердца. В настоящей статье мы проверяем числовую основу нашей модели TL путем эталонного сравнения с ранее проверенной моделью распространения пульсовой волны (PWP). Кроме того, мы демонстрируем интегрированную модель CircAdapt-TL, которая теперь включает сердце, а также обширные артериальные и венозные деревья с конечными импедансами. Мы представляем моделирование гемодинамики CircAdapt–TL: 1) системной нормотензивной ситуации и 2) системной гипертензивной ситуации. В сравнительном тесте TL-PWP мы обнаружили хорошее совпадение форм сигналов давления и расхода (относительные ошибки ≤ 2.9 % для давления и ≤ 5,6 % для расхода). Моделирование CircAdapt-TL воспроизводило обычно наблюдаемые гемодинамические изменения при гипертонии, выражающиеся в повышении среднего и пульсового артериального давления и увеличении скорости артериальной пульсовой волны. Мы наблюдали изменение времени повышения давления (определяемого как позднесистолическое повышение давления в аорте) от времени, происходившего после пикового систолического давления в нормотензивной ситуации, до момента, когда оно происходило до времени пикового давления в гипертензивной ситуации. Повышение давления не наблюдалось, когда системный кровоток был объединен в (нелинейную) трехэлементную модель Windkessel вместо использования нашей модели TL. Анализ интенсивности волн на сонной артерии показал более раннее появление отраженных волн при гипертензии по сравнению с нормотензией, что хорошо согласуется с результатами у пациентов. В заключение мы успешно внедрили модель TL в качестве сосудистого модуля в платформу CircAdapt. Интегрированная модель CircAdapt–TL позволяет проводить детальные исследования механизмов взаимодействия сердца и сосудов.

    Резюме автора

    В клинических исследованиях характеристики артериальной пульсовой волны демонстрируют связь с гипертрофией левого желудочка. Однако в таких исследованиях ошибки измерения и обработки сигналов ограничивают оценку причинно-следственной связи между характеристиками волны и гипертрофией левого желудочка. После проверки вычислительная модель позволит проводить всесторонние исследования причинно-следственной связи взаимодействия сердца и сосудов без таких ошибок. В настоящем исследовании мы интегрировали новый сосудистый модуль, описывающий передачу волн в сосудистых сетях, в модель механики всего сердца CircAdapt.Сравнительное сравнение между нашим сосудистым модулем и ранее утвержденным, но более сложным методом показало хорошее совпадение с точки зрения кривых давления и потока. Расширенная модель CircAdapt теперь также способна количественно описывать сосудистую гемодинамику, включая волновую динамику.

    Образец цитирования: Heusinkveld MHG, Huberts W, Lumens J, Arts T, Delhaas T, Reesink KD (2019) Крупные сосуды как дерево линий передачи, включенное в модель всего сердца CircAdapt: ​​вычислительный инструмент для исследования сердечного сосуда взаимодействие.PLoS Comput Biol 15(7): е1007173. https://doi.org/10.1371/journal.pcbi.1007173

    Редактор: Элисон Марсден, Стэнфордский университет, США

    Поступила в редакцию: 13 декабря 2018 г. ; Принято: 10 июня 2019 г.; Опубликовано: 15 июля 2019 г.

    Авторские права: © 2019 Heusinkveld et al. Это статья с открытым доступом, распространяемая в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution License, которая разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии указания автора и источника.

    Доступность данных: Все сценарии модели CircAdapt-TL доступны в базе данных GitHub (https://github.com/Mheu1991/CircAdaptTL).

    Финансирование: Это исследование было профинансировано стипендией Kootstra Talent Fellowship, присужденной M.H.G. Хойзинквельд. Спонсоры не участвовали в разработке исследования, сборе и анализе данных, принятии решения о публикации или подготовке рукописи.

    Конкурирующие интересы: Авторы заявили об отсутствии конкурирующих интересов.

    Введение

    Платформа CircAdapt, нульмерная модель всего сердца, разработанная в нашей лаборатории, исторически была ориентирована на сердечную механику. Он успешно используется для моделирования гемодинамики при нарушениях проводимости сердца, клапанных патологиях и изменениях постнагрузки [1, 2, 3, 4]. Не имея распределенной модели сосудистой системы, текущая модель CircAdapt еще не способна моделировать взаимодействие сердца и сосудов на уровне динамики артериальных волн.

    Артериальные пульсовые волны, составляющие компонент желудочковой постнагрузки, по-видимому, влияют на возрастные изменения массы левого желудочка и гипертрофию левого желудочка [5, 6].Так называемый анализ интенсивности волны (WIA) позволяет охарактеризовать как амплитуду пульсовой волны, так и направление распространения, тем самым требуя синхронных и совместно локализованных измерений сигналов артериального давления и скорости кровотока [7]. WIA, применяемый к данным измерений пациентов, чувствителен к ошибкам синхронизации и характеристикам обработки сигналов измерительных устройств [8], что затрудняет или ограничивает детальные исследования взаимодействия сердца и сосудов, особенно в отношении причинно-следственных связей.

    Вычислительные модели механики всего кровообращения, такие как CircAdapt, позволяют проводить хорошо контролируемые симуляции, облегчая всестороннее изучение одно- и многофакторных взаимосвязей между свойствами артериальной системы и структурой и функцией сердца. В настоящем исследовании мы представляем и демонстрируем модель CircAdapt-TL (рис. 1): модель всего кровообращения с интегрированным модулем сегментарной линии передачи (TL), описывающим распространение, отражение и передачу сосудистых волн.

    Рис. 1. Новый сосудистый модуль взаимодействует с существующими модулями механики сердца и артериовенозного импеданса.

    Модель CircAdapt–TL содержит кардиомодули, описывающие механику всего сердца, включая межжелудочковые взаимодействия, а также системный и легочный кровоток [9]. Сердечные клапаны моделируются, как описано в Palau-Caballero et al. [1]. Сосудистый модуль описан в разделе «Сосудистый модуль». Модуль артериовенозного импеданса, моделирующий периферическое кровообращение с использованием нелинейного трехэлементного ветрового кесселя (3WK), был ранее разработан Arts et al. [10]. Сокращения: RA: правое предсердие, LA: левое предсердие, TV: трехстворчатый клапан, PV: клапан легочной артерии, AV: аортальный клапан, RV: правый желудочек, LV: левый желудочек, MV: митральный клапан, art: артериальный, ven: венозный, 3WK: нелинейная трехэлементная модель виндкесселя. Обозначения: R p : периферийное сопротивление, Z волна : волновое сопротивление, C : податливость.

    https://doi.org/10.1371/journal.pcbi.1007173.g001

    Мы проверяем численную реализацию модели TL путем эталонного сравнения модели с установленной моделью распространения пульсовой волны (PWP) Kroon et al.[11]. Кроме того, мы демонстрируем работу и результаты интегрированной модели CircAdapt-TL, моделируя системные нормотензивные и гипертензивные состояния. Мы оцениваем влияние моделирования передачи сосудистых волн на гемодинамику аорты путем сравнения смоделированных кривых давления в левом желудочке и аорте интегрированной модели CircAdapt-TL с кривыми, полученными с системным кровообращением, объединенным в существующую нелинейную трехэлементную ветрянку CircAdapt. 3WK) модель (т.е., пренебрегая эффектами передачи волн). Дальнейшая оценка включает WIA, примененную к смоделированным каротидным артериальным давлением и кривым потока в полуколичественном сравнении с WIA, примененной к измерениям пациента.

    Модели

    Обзор всей модели

    Наш сосудистый модуль, описывающий передачу волн в сосудистых сетях, будет интегрирован в существующую платформу CircAdapt (www.circadapt.org). Платформа этой модели имеет модульную структуру, в настоящее время состоящую из 0D модели механики всего сердца, модели клапанной гемодинамики и нелинейных трехэлементных моделей ветряного кесселя легочного и периферического кровообращения (рис. 1).В следующем разделе мы вводим основные уравнения, моделируя предположения и подробно реализуем наш новый сосудистый модуль.

    Новый сосудистый TL-модуль

    Для моделирования волн давление-поток внутри сегментов кровеносных сосудов мы предполагаем, что 1) кровеносные сосуды представляют собой толстостенные, ограниченные в продольном направлении нелинейные эластичные трубки, 2) кровь является несжимаемой и ньютоновской и 3) что силами гравитации можно пренебречь . Кроме того, мы предполагаем 4) отсутствие утечки крови к небольшим боковым ответвлениям, которые явно не моделируются.Применение законов баланса массы и импульса и последующее интегрирование по площади поперечного сечения трубы дают основные уравнения [12]: (1) (2) где p = p ( Z , T , T ) — давление на координату осевого сосуда Z , и Q = Q ( Z , T ) та координата. Кроме того, A обозначает площадь поперечного сечения просвета, а L и C обозначают инертность и податливость трубки на единицу длины соответственно.Член представляет собой член конвективного ускорения, где v z осевая скорость крови. Член f представляет собой силу трения на единицу объема, обусловленную вязкими свойствами крови, определяемую f = 2 πr 0 τ w / A 919111 0 []. Здесь символ τ w обозначает напряжение сдвига стенки, r 0 — исходный радиус и A 0 — площадь поперечного сечения просвета соответственно. Если пренебречь членом конвективного ускорения и принять приблизительный профиль скорости для оценки τ w [13], основные уравнения можно переписать в уравнения телеграфа: (3) (4) с L ( α 0 ) и R ( α 0 ) характеристический член инертности и сопротивления, зависящий от числа Уомерсли, определяемый формулой (5) (6) (7)

    Функции g ( α 0 ) и h ( α 0 ) были получены Bessems et al.[13] и подробно описаны в тексте S1, раздел «Вывод постоянной затухания, скорости волны и волнового сопротивления». Характеристическое число Уомерсли ( α 0 ) описывает отношение нестационарных сил инерции и вязких сил, определяемых радиусом сосуда ( r 0 ), характерной угловой частотой ( ω 7 0 / T , где T продолжительность сердечного цикла), динамическая вязкость крови ( η ) и плотность крови ( ρ ) соответственно (табл. 1).

    Чтобы решить основные уравнения, нам также нужен определяющий закон, чтобы связать (изменения) трансмурального давления ( p транс ) с (изменениями) текущей площади поперечного сечения ( A ). Суть этого метода заключается в расчете R и L на основе аппроксимированного профиля скорости, для которого толщина вязкого пограничного слоя аппроксимируется для характерной частоты [13]. Мы сформулировали нелинейный степенной закон, чтобы феноменологически зафиксировать экспериментально наблюдаемое нелинейное отношение давления к площади артерий и вен [16, 20]: (8) с p 0 эталонным давлением, A 0 эталонной площадью поперечного сечения и k коэффициентом жесткости сосуда.Кроме того, b представляет собой малую дробь для имитации коллапса трубки с отрицательным трансмуральным давлением (таблица 1), а p ext представляет заданное внешнее давление (если оно присутствует). Теперь мы можем решить полученные основные уравнения либо во временной области, либо в частотной области [21]. Мы явно выбрали подход во временной области, так как это позволяет использовать нелинейные граничные условия, которые уже присутствуют в платформе CircAdapt [2]. Наш метод решения использует модель TL.Подробный обзор нашего метода решения представлен в тексте S1, раздел «Стратегия решения».

    Модуль артериовенозного импеданса

    Концевой конец трубы был соединен с нелинейным трехэлементным ветровым кесселем (3WK) [10]. Мы предположили, что податливость виндкесселя зависит от давления и масштабирована по оценке длины сосудистого русла тканей [22]. Как следствие, волновое сопротивление также становится зависимым от давления (рис. 1): (9) с AV, нижний индекс для артериального и венозного вкладов, т.е.е. АВ = [искусство, вен]. Такой подход позволяет имитировать большие изменения гемодинамической нагрузки (например, упражнения или гипертония) без необходимости вручную корректировать значения параметров 3WK. Производные в вышеупомянутых уравнениях были рассчитаны в точке соединения (т.е. узле) трубы с 3WK, используя определяющее соотношение, как указано в уравнении 8. Параметр l AV представляет собой характерную длину периферийного слоя. . Мы оценили длину русла сосуда, используя соотношение , где q AV средний периферический поток через любую оконечную трубку.Чтобы получить аппроксимацию первого порядка l AV среди всех периферийных пластов, мы использовали это соотношение в сочетании с оценками распределения потока, как указано в Таблице B в S1 Text. Кроме того, используя учебник по физиологии [18], мы подсчитали, что в покое 21 % сердечного выброса направляется в голову, 47 % — в брюшную полость, 18 % — в таз и нижние конечности и 14 % — в верхние конечности. соответственно. Периферическое сопротивление ( R p ) определяли с помощью источника потока, контролируемого мгновенной разницей артериовенозного давления (рис. 1) [10]: (10)

    Кардиомодуль

    Предсердия и желудочки сердца были смоделированы как сократительные камеры.Желудочки окружены тремя сердечными стенками: свободной стенкой левого желудочка, межжелудочковой перегородкой и свободной стенкой правого желудочка (рис. 1). Желудочки механически связаны на основе равновесия сил в месте соединения стенок желудочков [9]. Предсердия окружены стенкой левого предсердия и стенкой правого предсердия (рис. 1). Камеры сердца рассматриваются как сократительные полости, образованные в рамках одноволоконной модели, связывающей напряжение миоволокон с давлением в полости с использованием предположения, что напряжение миоволокон однородно распределяется в стенке миокарда [23].Феноменологическая модель механики миофибрилл была описана ранее [2]. Модель с одним волокном используется для расчета стресса миофибрилл по деформации миофибрилл. Общий стресс миофибрилл Коши, испытываемый сердечной тканью, состоит из суммы активного стресса, присутствующего в актиновых филаментах, и отдельных микроструктурных вкладов (например, титина и внеклеточного матрикса, которые, как предполагается, действуют параллельно). Трансмуральное давление рассчитывается по натяжению стенки, полученному из общего напряжения Коши и кривизны стенки с использованием закона Лапласа [2].Полостное давление рассчитывается путем добавления трансмурального давления к перикардиальному давлению, окружающему стенки миокарда. Как обычно используется в других кардиологических моделях, перикард предполагался податливым мешком, смоделированным с использованием нелинейной зависимости, связывающей перикардиальное давление и объем [24]. Легочный кровоток моделировали как 3WK (см. раздел «Модуль артериовенозного импеданса»), соединяющий легочную артерию с легочными венами [25]. Полную информацию о модели сердца можно получить у Walmsley et al.[2] и Люменс и соавт. [9].

    Клапанный модуль

    Поток клапана

    ( q клапан ) был сгенерирован с использованием нестационарного уравнения Бернулли в предположении несжимаемости и невязкого безвихревого потока: (11) с членом слева нестационарная инерция, определяемая плотностью крови, эффективной длиной клапана ( l клапан ) и площадью поперечного сечения клапана ( A клапан ) [1]. Первый член в правой части обозначает разность давлений (Δ p ), а второй член представляет собой изменение кинетической энергии с A клапаном и A p площадями поперечного сечения клапана и проксимальнее клапана соответственно.Для клапана A использовалась феноменологическая функция открытия и закрытия клапана в зависимости от градиента давления [1]. В случае, когда Δ p > 0, A клапан мгновенно увеличивается до эффективной площади клапана, представляющей собой полностью открытый клапан. С другой стороны, в случае Δ p < 0 течение постепенно уменьшается из-за инерции. Кроме того, A клапан постепенно уменьшается до квазизакрытого состояния с небольшой утечкой, чтобы избежать деления на ноль [1].

    Моделирование и анализ

    Сравнительный анализ.

    Во-первых, мы оценили числовую основу модели TL в сравнительном сравнении, сравнив формы волн артериального давления и потока, сгенерированные, с одной стороны, моделью TL, и те, которые были сгенерированы моделью PWP, разработанной Kroon et al. [11]. Численная структура этой модели PWP была ранее подтверждена Boileau et al. [26] против экспериментов in vitro , тогда как Bessems et al. [13] подтвердили правильность приближенного профиля скорости в сравнении с теорией Уомерсли.При эталонном сравнении мы рассматривали крупные центральные артерии (диаметр сосудов от 15 до 30 мм), а также более мелкие артерии левой руки (диаметр сосудов от 2 до 11 мм, таблица B в тексте S1). Кроме того, один и тот же набор уравнений (т. е. уравнения баланса и определяющий закон) был решен как для модели PWP, так и для модели TL. Мы также сохранили равными граничные условия (т. е. определяющий закон и параметры 3WK) между моделями PWP и TL. На проксимальный отдел аорты назначали периодическую волну потока ( q приток ) с периодом 0.85 с. Эта волна потока состояла из полусинусоидальной волны с длительностью ( t c ) 0,3 с и пиковым расходом ( q p ) 350 мл с –1 , тогда как поток был ноль в остальной части периода, (12)

    Модель PWP использовала упрощенную трапециевидную схему для пространственной дискретизации и схему обратной разности второго порядка для временной дискретизации. Для каждой трубы в области соответствие между моделями с точки зрения давления и расхода было количественно определено путем расчета среднеквадратичных ошибок ( ϵ ) и относительных ошибок ( δ ): (13) с n номер трубки, T продолжительность сердечного цикла и N t количество моментов времени, для которых производится сравнение.Полный обзор настройки эталонного сравнения представлен в тексте S1, раздел «Эталонное сравнение между моделями TL и PWP».

    Моделирование артериальной и венозной гемодинамики с использованием модели CircAdapt–TL.

    Сначала мы показываем применимость модели CircAdapt–TL с точки зрения моделирования форм волн давления и потока в артериях и венах, а также изменений в динамике волн при моделировании системной гипертензии. Кроме того, мы сравниваем кривые давления в ЛЖ и аорте модели CircAdapt-TL с кривыми, полученными при объединении системных артериальных и венозных кровеносных сосудов в один 3WK. Для первой цели мы реализовали артериальное дерево (рис. 2 и таблица B в тексте S1), для которого морфологические и механические свойства были основаны на работе Reymond et al. [15] и венозное дерево (рис. 3 и таблица C в тексте S1), основанное на работе Мюллера и Торо [14]. Поскольку в настоящем исследовании нас не интересовало моделирование давления и кровотока в сосудах головного мозга и коронарных артериях, мы исключили эти сосуды из области нашей модели. Коэффициенты жесткости сосудов ( k ) для сегментов аорты, а также артерий левой и правой руки использовались в эталонном сравнении.Кроме того, для артерий голени (то есть подвздошной, бедренной и большеберцовой артерий) мы выбрали к , равное 30, на основании данных Hayashi et al. [16]. Учитывая отсутствие человеческих данных о венах, фиксированное значение k , равное 10, было выбрано для всех вен в модельной области.

    Рис. 2. Обзор полной области артериальной модели.

    Геометрические и механические свойства смоделированных артерий приведены в Таблице B в S1 Text. Панели отображают кривые давления и потока для трех областей (т.е. в центре, рука и нога, обозначенные с помощью символа и цветовой кодировки). Серые кривые отображают давление и объем в левом желудочке (LV), давление и объем в левом предсердии (LA), а также поток через аортальный клапан. Тип линии указывает расстояние от сердца в области; проксимальный: сплошная линия, промежуточный: штрихпунктирная линия, дистальный: пунктирная линия соответственно. Стрелки указывают направление среднего кровотока. Закрытие аортального клапана показано вертикальными синими пунктирными линиями.

    https://дои.org/10.1371/journal.pcbi.1007173.g002

    Рис. 3. Обзор области полной венозной модели.

    Геометрические и механические свойства смоделированных жил приведены в таблице C в тексте S1. Панели отображают кривые давления и потока для трех областей; центральный, рука и нога, обозначенные с помощью символа и цветовой кодировки. Тип линии указывает расстояние от сердца в области; проксимальный: сплошная линия, промежуточный: штрихпунктирная линия, дистальный: пунктирная линия соответственно. Серые кривые отображают давление и объемы правого желудочка (ПЖ), давления и объемы правого предсердия (ПП).Стрелки указывают направление среднего кровотока. Закрытие аортального клапана показано вертикальными синими пунктирными линиями.

    https://doi.org/10.1371/journal.pcbi.1007173.g003

    Мы выполнили следующие наборы симуляций.

    1. Используя модель CircAdapt–TL, мы выполнили:
      • Эталонное моделирование (REF–TL), в котором мы моделируем случай нормальной жесткости артерий. Для этого моделирования мы сохранили эталонное давление ( p 0 ) на уровне 105 мм рт.ст. и коэффициент жесткости сосуда ( k ), как указано в таблицах A и B в тексте S1.В соответствии с клиническими стандартами мы охарактеризовали артериальную жесткость путем расчета каротидно-бедренной скорости пульсовой волны (СРПВ). Мы получили PWV, разделив фиксированную длину пути между конечными узлами трубок, которые моделировали сонную артерию и бедренную артерию, на время прохождения импульса между этими узлами. Время прохождения импульса было получено как разница во времени от ноги к ноге между соответствующими формами волны давления. Обнаружение стопы проводилось с использованием максимума производной 2 -го и -го порядка формы волны давления.
      • Моделирование системной гипертензии (HYP–TL), в котором мы моделируем гипертоническую ситуацию. Для этой симуляции мы увеличили p 0 . Такое увеличение p 0 физиологически можно интерпретировать как увеличение периферического сопротивления. Кроме того, показатель жесткости сосудов k всех сегментов системных артерий увеличился в Δ k раз. Последнее увеличивает нелинейность зависимости давления от площади (уравнение 8) и моделирует увеличение жесткости материала стенки сосуда.Для моделирования HYP мы установили [ p 0 , Δ k ] = [135 мм рт. ст., + 6]. Это привело к артериальному давлению, превышающему 140/90 мм рт.ст., что определяется как гипертония в соответствии с рекомендациями Европейского общества гипертонии/Европейского общества кардиологов [27].
    2. Используя модель CircAdapt–3WK, мы выполнили
      • Эталон и симулятор гипертонии. Теперь системный кровоток был объединен в 3WK (REF–3WK и HYP–3WK, см. текст S1, раздел «Моделирование, выполненное с использованием модели CircAdapt–3WK»).

    Для моделирования REF-TL и HYP-TL мы сравнили формы волны давления и потока для камер сердца, центральных артерий и вен, а также трансклапанных потоков. Кроме того, гемодинамические показатели (т. е. диастолическое, систолическое артериальное давление, скорость пульсовой волны) сравнивались между моделями REF-TL и HYP-TL. Систолическое и диастолическое артериальное давление в аорте рассчитывали по трубке, которая имитирует восходящую аорту (т.е. трубка № 1, рис. 2). Следующие анализы были проведены для оценки влияния использования модели TL на гемодинамику аорты.Во-первых, мы сравнили морфологию кривых давления ЛЖ и аорты, полученных с использованием модели CircAdapt-TL, с данными из модели CircAdapt-3WK. Во-вторых, анализ интенсивности волны был выполнен в общей сонной артерии. Анализ интенсивности волны обеспечивает подход к определению характеристик первичной волны, возникающей в результате отражения волны (т. е. называемой обратной волной сжатия (БОС)) [7]. Интенсивность волн можно определить как скорость передачи энергии на единицу площади, часто выражаемую в единицах [Вт·м –2 с –2 ] [28].Интенсивность волны положительна (d I + ) для волны, бегущей вперед, и отрицательна (d I ) для волны, бегущей назад. Кроме того, результирующая интенсивность волны (d I ) определяется как сумма интенсивности обратной и прямой волны соответственно. Используя полученные кривые интенсивности волны, мы качественно оценили изменения времени прихода и интенсивности BCW между нормотензивными и гипертоническими ситуациями. Наконец, мы сравнили смоделированные записи интенсивности волн и записи, полученные у пациентов.Подробная информация о выводе d I + , d I и d I представлена ​​в тексте S1, раздел «Расчет интенсивности волн».

    Численная реализация.

    Все симуляции были выполнены в MATLAB 2015a (The MathWorks, Натик, Массачусетс, США) на стандартном персональном компьютере с процессором Intel ® Core i7™ и 8,00 ГБ ОЗУ. Вязкость крови поддерживали на уровне 3 ⋅ 10 -3 Па с, плотность крови — 1050 кг м -3 , фракцию разборной трубки b — 0.02 (табл. 1). Мы выбрали временной шаг (Δ t ) в 1 мс. Кроме того, для моделирования, выполненного с использованием модели CircAdapt-TL, мы выбрали размер элемента (т.е. Δ z , указывающий расстояние между узлами) 0,02 м. Это значение было выбрано как компромисс между, с одной стороны, возможностью зафиксировать геометрическое сужение кровеносных сосудов, а с другой стороны, ограничением времени моделирования. Как для эталонной оценки, так и для симуляций, выполненных с использованием моделей CircAdapt-TL и CircAdapt-3WK, мы обеспечили достижение численной сходимости (т.е. незначительное изменение формы волны давления и расхода при дальнейшем уменьшении Δ t и Δ z ).

    Результаты

    Сравнительный анализ

    Согласование между давлением и волнами потока модели TL и модели PWP для пяти трубок в модельной области графически изображено на рис. 4. Среднеквадратические ошибки (уравнение 13) для давлений и потоков для всех трубок приведены в таблице 2.

    Рис. 4. Результаты сравнения тестов.

    Кривые давления ( p ) и потока ( q ), сгенерированные моделью линии передачи (TL) и одномерной моделью распространения пульсовой волны (PWP), показаны для различных участков артериального домена.Соглашение между P и Q Оригинальные формы выражены корень среднеквадратные ошибки ε P и ε Q , а также относительные ошибки , а также относительные ошибки Δ P и δ q .

    https://doi.org/10.1371/journal.pcbi.1007173.g004

    Между моделями мы обнаружили хорошее соответствие с точки зрения кривых давления и потока для проксимальных артерий (например,грамм. аорты, сонных, подключичных и позвоночных артерий), выраженные относительными ошибками δ p ≤ 1,5% и δ q ≤ 5,6% увеличилось, выраженное как δ p ,25 равно 2,9% и δ q ,25 равно 5,3%. Тем не менее, форма кривых давления и потока, а также абсолютное систолическое и диастолическое давление и значения потока были очень похожими (рис. 4).

    Моделирование нормотензии и гипертонии

    На рис. 2 и 3 кривые давления и потока при нормотензии показаны для артерий и вен в трех областях (т. е. в центральной области, в области рук и ног). Кривые артериального давления в дистальных отделах характеризуются увеличением амплитуды давления, а также уменьшением ширины пика. Кривые артериального давления в дистальных отделах имеют более выраженную дикротическую выемку по сравнению с волнами давления в проксимальных отделах.Для вен можно выделить двухфазную форму волны давления с венозным потоком и давлением в противофазе (рис. 3).

    При моделировании REF-TL скорость пульсовой волны (СРПВ) составляла 5,5 мс –1 , что представляет собой значение СРПВ, обычно встречающееся у лиц в возрасте < 30 лет [29]. Для моделирования HYP скорость пульсовой волны (СРПВ) составляла 8,0 мс –1 , что представляет собой значение СРПВ, клинически связанное с ранним повышением жесткости аорты и обычно обнаруживаемое у пациентов в возрасте > 50 лет [29].

    Значения артериального давления при моделировании REF-TL находились в пределах нормы (табл. 3).Как показано на рис. 5, имитация системной гипертензии (HYP) вызывала повышение артериального давления. Это привело к увеличению давления в левом желудочке и в левом предсердии, тогда как давление в легочной артерии и давление в легочной вене слегка увеличились (рис. 5). Моделирование HYP-TL показало увеличение систолического артериального давления ( p sys ) со 128 до 193 мм рт. ст. и повышение диастолического артериального давления ( p dia ) с 75 до 92 мм рт. ст. (таблица 3).

    Рис. 5. Модель CircAdapt–TL смоделировала временную динамику давления и потока для эталонного моделирования (REF–TL) (слева) и моделирования гипертонии (HYP–TL) (справа).

    Кривые отображают изменение во времени давления (сплошные линии) и потока (пунктирные линии) левого желудочка и крупных артерий; правый желудочек и легочная артерия; левое предсердие и легочная вена; и правое предсердие и полая вена соответственно. Отображаются состояния клапана (т. е. открытый или закрытый). Они были определены точно по данным площади отверстия модели клапана, а не по сигналам давления или расхода.AVC: аортальный клапан закрыт, AVO: аортальный клапан открыт, MVC: митральный клапан закрыт, MVO: митральный клапан открыт, PVC: клапан легочной артерии закрыт, PVO: клапан легочной артерии открыт, TVC: трикуспидальный клапан закрыт, TVO: трикуспидальный клапан открыт.

    https://doi.org/10.1371/journal.pcbi.1007173.g005

    На рис. 6 показаны кривые давления в ЛЖ и восходящем отделе аорты, полученные с использованием модели CircAdapt–3WK и модели CircAdapt–TL соответственно. Графики давления в аорте при моделировании REF-TL и HYP-TL показали увеличение давления (т.е. повышение систолического давления), а также дикротическая насечка, тогда как для моделирования модели CircAdapt-3WK эти характеристики формы волны отсутствовали. В моделировании REF-TL увеличение систолического давления происходило после времени пикового систолического давления, тогда как в моделировании HYP-TL это происходило до времени пикового систолического давления.

    Рис. 6. Кривые артериального давления в левом желудочке и аорте, смоделированные с использованием, с одной стороны, модели CircAdapt с системным кровообращением, объединенным в нелинейную трехэлементную модель Windkessel (3WK), а с другой стороны, CircAdapt с системный кровоток представлен линиями электропередач (ЛП).

    Графики давления даны для нормотензивных (REF-3WK и REF-TL соответственно) и гипертонических состояний (HYP-3WK и HYP-TL соответственно).

    https://doi.org/10.1371/journal. pcbi.1007173.g006

    Кривые интенсивности волн (d I + , d I , и d I , 9071 соответственно) РЭ71 Моделирование –TL и HYP–TL было рассчитано для левой общей сонной артерии (рис. 7А). Графики интенсивности каротидных артериальных волн при моделировании REF-TL указывают на прямую волну сжатия (FCW), за которой следует обратная волна сжатия (BCW).В конце систолы возникает прямая волна расширения (FEW), связанная с замедлением скорости сокращения миокарда [30]. В моделировании REF-TL начало BCW произошло через 38 мс после начала выброса левого желудочка, тогда как для моделирования HYP-TL задержка составила 28 мс (рис. 7А). Пиковая интенсивность волны BCW была примерно одинаковой для моделирования HYP-TL (4,19 ⋅ 10 5 Вт м –2 с –2 ) по сравнению с моделированием REF-TL (4,23 ⋅ 10 5 Вт). м –2 с –2 ) (рис. 7А).В целом картина смоделированных кривых интенсивности волн была аналогична измеренным кривым интенсивности каротидных артерий, как сообщалось Hughes et al. [31] (рис. 7В).

    Рис. 7. Анализ интенсивности волн.

    A : Кривые давления и скорости кровотока в сонных артериях эталонного (REF–TL) и гипертензивного (HYP–TL) моделирования и соответствующие кривые интенсивности волны. B : Нормализованные кривые интенсивности каротидных артериальных волн у двух пациентов (адаптировано из [31] со ссылкой на кривые типа C и A).Сокращения: d I + , d I и d I обозначают интенсивность прямой, обратной и чистой волны соответственно. FCW, BCW, FEW: прямая волна сжатия, обратная волна сжатия и прямая волна расширения соответственно.

    https://doi.org/10.1371/journal.pcbi.1007173.g007

    Обсуждение

    Мы интегрировали модель линии передачи (TL) в существующую платформу CircAdapt механики всего сердца.Полученная эталонная модель CircAdapt-TL теперь также описывает передачу сосудистых волн. Представленная модель и результаты моделирования/валидации делают следующие инновационные шаги вперед. Во-первых, наша модельная платформа позволяет эффективно с вычислительной точки зрения моделировать механику сердца и сосудистую гемодинамику. CircAdapt-TL, реализованный в MATLAB, моделирует один сердечный цикл за 6 с, тогда как модель CircAdapt-3WK требует 4 с, но не моделирует передачу волны. Мы считаем нашу TL-реализацию распределенной модели вполне оправданной, исходя из приемлемого увеличения времени вычислений.Во-вторых, модульная структура CircAdapt–TL упрощает изменение домена модели (например, посредством определяемой пользователем сборки сетевых подключений различных модулей). Эта универсальность пригодится при работе с моделью в нетехнической среде, например, в классе кардиологов, проходящих обучение. В-третьих, объединение расширения CircAdapt heart [9] с нашей структурой для захвата крупных сосудов в сочетании с умеренным увеличением вычислительных требований облегчает количественную оценку неопределенности и анализ чувствительности подробных механизмов гемодинамики.

    В области распределенного моделирования передачи сосудистых волн рассматриваются модели непрерывного распространения пульсовой волны (PWP), которые вычисляют давление и поток с использованием численных методов, таких как конечные разности или метод характеристик [32], а также модели, использующие теорию линий передачи (TL). на основе телеграфных уравнений [17, 33, 34]. Мы выбрали модель TL из-за ее меньшей вычислительной стоимости по сравнению с моделями, использующими метод характеристик, возможности работы во временной области и совместимости с существующей моделью CircAdapt [2, 33].

    Достоверность численной реализации нашей модели TL была оценена путем сравнения форм волн давления и потока, сгенерированных с помощью модели TL, с формами, полученными с помощью проверенной модели Kroon et al. [11]. Для адекватного сравнения была выбрана точно такая же модельная область от крупных центральных артерий до более мелких артерий левой руки. Более того, для обеих моделей граничные условия, определяющие проксимальный приток, механику стенки сосуда и условия оттока, сохранялись одинаковыми.Оставшиеся различия в формах волн давления и потока между обеими моделями могут быть связаны с тем фактом, что при выводе постоянной распространения наша модель TL пренебрегает членами более высокого порядка, чтобы сделать постоянную затухания независимой от частоты (см. текст S1, раздел «Вывод коэффициента затухания»). постоянная, скорость волны и волновое сопротивление»). Это предположение оправдано для высоких частот, но может стать сомнительным для низких частот. Для модели PWP Kroon et al. [11] такое допущение не делалось, так как затухание в этой модели заложено напряжением сдвига стенки [11].

    Для модели CircAdapt–TL кривые давления и кровотока в артериях показали физиологически реалистичное поведение как во времени, так и в положении вдоль моделируемой области. Морфология кривых артериального давления в аорте по направлению к лучевой и локтевой артериям напоминает формы волн давления, измеренные при извлечении катетера давления из аорты в лучевую артерию у человека [35]. Венозное давление и морфология волны потока были аналогичны тем, которые были получены в исследовании вычислительной модели Мюллера и Торо [14].Мы обнаружили аналогичную пульсацию венозного давления (т. е. максимальную и минимальную разницу венозного давления), как сообщалось в этих исследованиях (т. е. между 1,2 и 2,3 мм рт. ст. в центральных венах и между 0,9 и 3,9 мм рт. ст. в венах руки соответственно). В эталонном (REF-TL) моделировании систолическое и диастолическое давление в аорте, а также скорость пульсовой волны были в пределах нормы. При моделировании гипертонии (HYP-TL) артериальное давление явно увеличилось, на что указывают систолическое и диастолическое давление в аорте 193 и 92 мм рт.ст.Повышение пульсового давления при моделировании системной гипертензии до 101 мм рт. ст. считается высоким, учитывая умеренное увеличение до скорости пульсовой волны 8,0 мс –1 [29]. В нашей модели такое значительное повышение пульсового давления могло быть вызвано тем, что мы не учитывали дилатацию артерий, вызванную ремоделированием сосудов при гипертонии [29, 36].

    Для моделирования гипертензии анализ интенсивности волны выявил более раннее появление обратной волны сжатия (рис. 7А), что согласуется с измерениями человека [37].Форма моделируемой волны артериального давления восходящей аорты изменилась с формы волны типа C в моделировании REF-TL, чаще всего наблюдаемой у молодых людей в возрасте до 30 лет, на форму волны типа A в моделировании HYP-TL, чаще всего наблюдаемой у субъектов в возрасте от 40 до 65 лет [38]. Хотя классификация форм волны давления в соответствии с повышением систолического давления может показаться тонкой, клинико-эпидемиологическая область оценивает индексы, полученные на основе повышения систолического давления, для стратификации сердечно-сосудистого риска [39, 40].Смоделированные кривые интенсивности волны сонных артерий оказались похожими на иллюстративные примеры измеренных кривых (рис. 7В). В моделировании HYP-TL присутствовала так называемая среднесистолическая волна прямого расширения, аналогичная случаю пациента 1 (около t = 0,2 с), как описано в [31]. Хотя это иллюстрирует уровень детализации, возможный в гемодинамических исследованиях на основе моделей, механистическая интерпретация, например, среднесистолическая передняя волна расширения выходит за рамки данной методической статьи.

    При объединении системных сосудов в 3WK графики аортального давления потеряли типичную динамику вокруг дикротической выемки, которая присутствовала при моделировании REF-TL и HYP-TL. Более того, (раннее) повышение систолического давления на кривых давления в ЛЖ и аорте отсутствовало для кривых давления при моделировании REF-3WK и HYP-3WK (рис. 6). Учитывая интерес к таким параметрам, как увеличение систолического давления, мы считаем, что использование распределенных моделей, таких как наша, для исследований взаимодействия сердца и сосудов может быть предпочтительнее, чем использование моделей 3WK.Тем не менее, необходимы будущие экспериментальные исследования и клинические сравнения, чтобы оценить дополнительную ценность распределенных моделей по сравнению с моделями 3WK при проверке гипотез взаимодействия сердца и сосудов.

    Ограничения

    Упрощение модели TL заключается в том, что конвективным ускорением пренебрегают. Однако считается, что влияние конвективного ускорения на артериальное давление и кровоток невелико [41]. Более того, было обнаружено, что включение конвективного ускорения в модельную область артерий, аналогичную той, которая использовалась в настоящем исследовании, лишь незначительно изменила форму волны давления и потока в различных артериях (т. е. среднеквадратическая ошибка 1,3 мм рт. ст. для кривой давления в грудной аорте и 11,3 мл с –1 для кривой потока в грудной аорте соответственно [15]). Мы ожидаем, однако, что эффект конвективного ускорения будет более важным при моделировании условий тренировки. Поэтому в таких исследованиях необходимо должным образом учитывать ошибку моделирования, связанную с конвективным ускорением.

    Исключая церебральные и коронарные сосуды из области нашей модели, мы пренебрегаем предполагаемым влиянием отражений и повторных отражений волн от сосудов головы и шеи или сосудов в миокарде на наблюдаемые формы восходящих аортальных и каротидных волн [15, 42].

    В нашей модели нет ни скелетно-мышечной помпы, ни венозных клапанов. Следовательно, настоящая сосудистая модель не будет учитывать эти функциональные аспекты постуральных изменений. Для исследований с упором на венозную гемодинамику платформа CircAdapt позволяет прямо реализовать венозные клапаны, используя, например, существующий клапанный модуль в качестве отправной точки.

    Как и все распределенные модели передачи одномерных волн, наша модель не может учитывать сложные потери давления или локальные напряжения сдвига стенок применительно к болезненным состояниям (например,грамм. стеноз или аневризма). Это требует либо использования калиброванных моделей потерь, либо соединения подробных 3D-моделей стенозов и аневризм с 1D-моделями соответственно [43, 44].

    Реймонд и др. [45] сообщили, что для случая явно здоровой аорты кривые давления и потока из 3D-модели CFD и из 1D-модели PWP очень похожи. Последний вывод подтверждает наше мнение о том, что в целом распределенные модели передачи волн хорошо подходят для изучения и количественной оценки взаимодействия сердца и сосудов на уровне характеристик формы волны давления и потока.

    Перспективы

    Полезность модели CircAdapt–TL следует дополнительно проверить путем прямого сравнения с подробными гемодинамическими данными человека. Мы считаем одновременное использование in vivo , а также смоделированные данные наиболее ценными, потому что оба плеча дополняют друг друга. Модель позволяет безошибочно оценивать фазовые соотношения между сигналами, а данные in vivo позволяют характеризовать биологическую и патологическую изменчивость.

    В будущем мы стремимся расширить модель CircAdapt–TL с помощью модуля сердечной адаптации Arts et al. [46]. Этот модуль содержит контур гомеостатического контроля, который улавливает смещения механической нагрузки (например, при хронической гипертензии) и в ответ накладывает геометрическую (т.е. объем полости и объем стенки) адаптацию сердца. Мы считаем, что моделирование сердечной адаптации имеет жизненно важное значение для оценки возможных гемодинамических показателей.

    Ключевые клинические исследования в этой области включают исследование Hashimoto et al.[6]. Они обнаружили положительную связь между массой левого желудочка и величиной отражения волны, полученной из измерений давления и скорости потока, после антигипертензивного лечения у пациентов с гипертрофией левого желудочка. Однако ограничение таких клинических исследований заключается в том, что для неинвазивного сбора данных сигналы давления получают в дистальных точках измерения (например, в лучевой артерии), и поэтому для получения оценки сигнала давления в аорте требуется передаточная функция. Более того, для клинических данных правильная синхронизация сигналов давления и скорости потока имеет решающее значение, поскольку только небольшое (например,грамм. 5 мс) рассогласование может привести к существенным изменениям производных волновых величин (интенсивности) [7].

    Выводы

    Мы утвердили и включили одномерный сосудистый модуль в платформу CircAdapt. Полученная в результате модель CircAdapt–TL позволяет быстро моделировать механику всего сердца, формы волн давления и потока в различных местах артериальной и венозной систем, а также позволяет проводить подробные исследования гемодинамики. Модель CircAdapt-TL представляет собой ценный инструмент для проверки гипотез, касающихся взаимодействия сердца и сосудов, и оценки существующих показателей гемодинамики.

    Дополнительная информация

    S1 Текст. Дополнение к бумажной модели модели CircAdapt–TL.

    Этот документ содержит подробный обзор стратегии решения модели линии передачи (TL), геометрических и механических свойств артериальных и венозных сегментов, принадлежащих смоделированным сосудистым деревьям, а также значения фракции потока для заканчивающихся артериальных ветвей. Кроме того, приводятся подробные сведения об эталонном сравнении и используемой здесь модели распространения пульсовой волны (PWP).

    https://doi.org/10.1371/journal.pcbi.1007173.s001

    (PDF)

    Набор данных S1. Файл значений, разделенных запятыми, содержащий данные о давлении, смоделированные в сравнении с эталоном.

    Этот файл содержит данные о давлении в тринадцати точках, созданные с использованием, с одной стороны, модели TL, а с другой стороны, модели PWP. Каждый столбец содержит кривую давления для определенного местоположения и модели. Заголовки столбцов кодируются как «Seg#_Model_Flow». Например, «Seg1p2_TL_Flow» обозначает изменение давления во времени для трубки «1+2», созданное моделью TL.

    https://doi.org/10.1371/journal.pcbi.1007173.s002

    (CSV)

    Набор данных S2. Файл значений с разделителями-запятыми, содержащий данные потока, смоделированные в сравнении с эталоном.

    Этот файл содержит данные о потоках в тринадцати точках, сгенерированные с использованием, с одной стороны, модели TL, а с другой стороны, модели PWP. Каждый столбец содержит кривую потока для определенного местоположения и модели. Заголовки столбцов кодируются как «Seg#_Model_Flow». Например, «Seg1p2_PWP_Flow» обозначает изменение давления во времени для трубки «1+2», созданное моделью PWP.

    https://doi.org/10.1371/journal.pcbi.1007173.s003

    (CSV)

    Каталожные номера

    1. 1. Палау-Кабалеро Г., Уолмсли Дж., Горксан Дж., Люменс Дж., Делхаас Т. Аномальные свойства стенок желудочка и аорты могут вызывать несоответствия в оценке тяжести аортальной регургитации: исследование компьютерного моделирования. Журнал Американского общества эхокардиографии. 2016;29(11):1122–1130. пмид:27638236
    2. 2. Уолмсли Дж., Артс Т., Дервал Н., Бордачар П., Кошет Х., Плукс С. и др.Быстрое моделирование механической неоднородности в электрически асинхронном сердце с использованием модуля multipatch. PLoS Вычислительная биология. 2015;11(7):e1004284. пмид:26204520
    3. 3. Куиджперс НХЛ, Хермелинг Э. , Люменс Дж., Тен Эйкельдер ХММ, Делхаас Т., Принцен Ф.В. Механо-электрическая связь как основа для понимания функционального ремоделирования во время БЛНПГ и СРТ. Американский журнал физиологии сердца и кровообращения. 2014;306(12):h2644–h2659. пмид:24748591
    4. 4.Lumens J, Ploux S, Strik M, Gorcsan J, Cochet H, Derval N, et al. Сравнительные электромеханические и гемодинамические эффекты левожелудочковой и бивентрикулярной стимуляции при диссинхронной сердечной недостаточности: электрическая ресинхронизация по сравнению с взаимодействием левого и правого желудочков. Журнал Американского колледжа кардиологов. 2013;62(25):2395–2403. пмид:24013057
    5. 5. Митчелл Дж.Р., Ван Дж.Дж. Расширение применения диаграммы Виггерса для обучения физиологии сердечно-сосудистой системы.Достижения в физиологии образования. 2014;38(2):170–175. пмид:24

      3

    6. 6. Хашимото Дж., Вестерхоф Б.Е., Вестерхоф Н., Имаи Ю., О’Рурк М.Ф. Различная роль величины и времени отражения волны в уменьшении массы левого желудочка во время антигипертензивной терапии. Журнал гипертонии. 2008;26(5):1017–24. пмид:18398345
    7. 7. Паркер К.Х. Введение в анализ интенсивности волн. Медицинская и биологическая инженерия и вычислительная техника. 2009;47(2):175–88. пмид:19205773
    8. 8.Перепел М.А., Шорт Р., Пандья Б., Стеден Дж.А., Хушнуд А., Тейлор А.М. и др. Аномальные отражения волн и гипертрофия левого желудочка на поздних стадиях после коарктации аорты. Гипертония. 2017; п. ГИПЕРТОНИГА–116. пмид:28115510
    9. 9. Люменс Дж., Делхаас Т., Кирн Б., Артс Т. Модель сегмента с тремя стенками (TriSeg), описывающая механику и гемодинамику желудочкового взаимодействия. Анналы биомедицинской инженерии. 2009;37(11):2234–2255. пмид:19718527
    10. 10.Arts T, Reesink K, Kroon W, Delhaas T. Моделирование адаптации геометрии кровеносных сосудов к потоку и давлению: последствия для артериовенозного импеданса. Коммуникации по исследованиям в области механики. 2012;42:15–21.
    11. 11. Kroon W, Huberts W, Bosboom M, van de Vosse F. Численный метод пониженной сложности для моделирования сосудистой гемодинамики с использованием связанных моделей распространения сосредоточенных волн 0D и 1D. Вычислительно-математические методы в медицине. 2012; пмид:22654957
    12. 12.Хьюз Т.Дж. Р., Люблинер Дж. Об одномерной теории кровотока в крупных сосудах. Математические биологические науки. 1973; 18 (1-2): 161–170.
    13. 13. Бессемс Д., Руттен М., ван де Воссе Ф.Н. Модель распространения волны кровотока в крупных сосудах с использованием приближенной функции профиля скорости. Журнал механики жидкости. 2007; 580: 145–168.
    14. 14. Мюллер Л.О., Торо Э.Ф. Глобальная многомасштабная математическая модель кровообращения человека с акцентом на венозную систему.Международный журнал численных методов в биомедицинской инженерии. 2014;30(7):681–725. пмид:24431098
    15. 15. Реймонд П., Меренда Ф., Перрен Ф., Рюфенахт Д., Стергиопулос Н. Проверка одномерной модели системного артериального дерева. Американский журнал физиологии сердца и кровообращения. 2009;297(1):h308–h322. пмид:19429832
    16. 16. Хаяси К., Ханда Х., Нагасава С., Окумура А., Моритакэ К. Жесткость и эластичность внутричерепных и экстракраниальных артерий человека.Журнал биомеханики. 1980;13(2):175181–179184.
    17. 17. Вестерхоф Н., Босман Ф., Де Врис С.Дж., Ноордерграаф А. Аналоговые исследования системного артериального дерева человека. Журнал биомеханики. 1969;2(2):121–143. пмид:16335097
    18. 18. Холл Дж. Э. Электронная книга Гайтона и Холла по медицинской физиологии. Эльзевир Науки о здоровье; 2015.
    19. 19. Huberts W, Bode AS, Kroon W, Planken RN, Tordoir JHM, Van de Vosse FN, et al. Модель распространения пульсовой волны для поддержки принятия решений при планировании сосудистого доступа в клинике.Медицинская инженерия и физика. 2012;34(2):233–248.
    20. 20. Bassez S, Flaud P, Chauveau M. Моделирование деформации гибких трубок с использованием единого закона: приложение к венам нижних конечностей у человека. Журнал биомеханической инженерии. 2001;123(1):58–65. пмид:11277303
    21. 21. Бертон Д.Д., Эдж К.А., Берроуз К.Р. Требования к моделированию для параллельного моделирования гидравлических систем. Журнал динамических систем, измерений и управления. 1994;116(1):137–145.
    22. 22. Весселинг К.Х., Янсен Дж.Р., Сеттелс Дж.Дж., Шредер Дж.Дж. Расчет аортального кровотока по давлению у людей с использованием нелинейной трехэлементной модели. Журнал прикладной физиологии. 1993;74(5):2566–2573. пмид:8335593
    23. 23. Arts T, Bovendeerd PHM, Prinzen FW, Reneman RS. Взаимосвязь между давлением и объемом полости левого желудочка и систолическим напряжением и напряжением волокон в стенке. Биофизический журнал. 1991;59(1):93–102. пмид:2015392
    24. 24.Kerckhoffs RCP, Neal ML, Gu Q, Bassingthwaighte JB, Omens JH, McCulloch AD. Соединение трехмерной конечно-элементной модели механики желудочков сердца с моделями систем с сосредоточенными параметрами системного и легочного кровообращения. Анналы биомедицинской инженерии. 2007;35(1):1–18. пмид:17111210
    25. 25. Палау-Кабальеро Г. In silico механистическая оценка основанных на визуализации показателей сердечной (патологической) физиологии. Маастрихтский университет. Нидерланды; 2017.
    26. 26. Boileau E, Nithiarasu P, Blanco PJ, Müller LO, Fossan FE, Hellevik LR, et al.Сравнительное исследование численных схем для одномерного моделирования артериального кровотока. Международный журнал численных методов в биомедицинской инженерии. 2015;31(10). пмид:26100764
    27. 27. Уильямс Б., Мансия Г., Спиринг В., Агабити Розеи Э., Азизи М., Бернье М. и др. Руководство ESC/ESH 2018 г. по лечению артериальной гипертензии. Европейский сердечный журнал. 2018;39(33):3021–3104. пмид:30165516
    28. 28. Вестерхоф Н., Стергиопулос Н., Ноубл М.И., Вестерхоф Б.Е.Анализ интенсивности волн. В: Моментальные снимки гемодинамики. Спрингер; 2019. с. 185–193.
    29. 29. Mattace-Raso FUS, Hofman A, Verwoert GC, Witteman J, Wilkinson I, Cockcroft J, et al. Детерминанты скорости пульсовой волны у здоровых людей и при наличии сердечно-сосудистых факторов риска: установление нормальных и референтных значений. Европейский сердечный журнал. 2010;31(19):2338–2350.
    30. 30. Паркер К.Х., Джонс С.Дж. Прямые и обратные бегущие волны в артериях: анализ методом характеристик.Журнал биомеханической инженерии. 1990;112(3):322–6. пмид:2214715
    31. 31. Хьюз А.Д., Парк С., Дэвис Дж., Фрэнсис Д., Том СЭМ, Майет Дж. и др. Ограничения индекса аугментации в оценке отражения волн у нормотензивных здоровых лиц. ПЛОС ОДИН. 2013;8(3):e59371. пмид:23544061
    32. 32. ван де Воссе Ф.Н., Стергиопулос Н. Распространение пульсовой волны в артериальном дереве. Ежегодный обзор гидромеханики. 2011;43(1):467–499.
    33. 33.Кораде И., Вираг З., Кризманич С. Быстрый метод решения линейной модели одномерного кровотока в вязкоупругом артериальном дереве. Труды Института инженеров-механиков, Часть H: Инженерный журнал в медицине. 2017;231(3):203–212.
    34. 34. Джон ЛР. Модель прямой линии электропередачи артериальной системы человека. Медицинская и биологическая инженерия и вычислительная техника. 2004;42(3):312–321. пмид:151
    35. 35. Ремингтон Дж.В., Вуд Э.Х.Формирование периферического пульсового контура у человека. Журнал прикладной физиологии. 1956; 9 (3): 433–442. пмид:13376469
    36. 36. Хамфри Джей Ди. Механизмы ремоделирования артерий при гипертонии: совместная роль сдвига стенок и интрамурального стресса. Гипертония. 2008;52(2):195–200. пмид:18541735
    37. 37. Li Y, Gu H, Fok H, Alastruey J, Chowienczyk P. Морфология прямой и обратной волны давления при гипертонии. Гипертония. 2016; п. ГИПЕРТОНИГА–116.
    38. 38.Николс В., О’Рурк М., Влахопулос К. Кровоток Макдональда в артериях: теоретические, экспериментальные и клинические принципы. пресс CRC; 2011.
    39. 39. Weber T, Wassertheurer S, Rammer M, Haiden A, Hametner B, Eber B. Отражения волн, оцениваемые с помощью нового метода разделения пульсовых волн, связаны с поражением органов-мишеней и клиническими исходами. Гипертония. 2012;60(2):534–41. пмид:22585948
    40. 40. О’Рурк М.Ф., Паука А., Цзян XJ. Анализ пульсовой волны.Британский журнал клинической фармакологии. 2001;51(6):507–522. пмид:11422010
    41. 41. Сегерс П., Стергиопулос Н., Вердонк П., Верховен Р. Оценка моделей распределенной артериальной сети. Медицинская и биологическая инженерия и вычислительная техника. 1997;35(6):729–736. пмид:9538553
    42. 42. Ван Дж.Дж., Паркер К.Х. Распространение волны в модели артериального кровообращения. Журнал биомеханики. 2004;37(4):457–470. пмид:14996557
    43. 43. Бойлен БВАММ.К одновременной оценке потока и давления в крупных артериях с помощью неинвазивного ультразвука. Эйндховенский технологический университет; 2009.
    44. 44. Бессемс Д. О распространении волн давления и потока через индивидуальную артериальную систему пациента. Эйндховенский технологический университет; 2007.
    45. 45. Реймонд П., Кросетто П., Депарис С., Куартерони А., Стергиопулос Н. Физиологическое моделирование кровотока в аорте: сравнение гемодинамических показателей, предсказанных трехмерной FSI, трехмерной жесткой стенкой и одномерной моделью.Медицинская инженерия и физика. 2013;35(6):784–791. пмид:22981220
    46. 46. Arts T, Lumens J, Kroon W, Delhaas T. Контроль геометрии всего сердца с помощью внутримиокардиальной механической обратной связи: модельное исследование. PLoS Вычислительная биология. 2012;8(2):e1002369. пмид:22346742
    .

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.