Stetoskoplyder – oppdaget opprinnelse? – Fysikkverden

Stetoskoplyder – oppdaget opprinnelse? – Fysikkverden

Tidsstempel: 3. november 2023, kl

Å lytte til Kortokoff-lyder gjennom et stetoskop
Kilden til lyden Forskere finner ut at Kortokoff-lydene som høres gjennom et stetoskop kanskje ikke er lydbølger i det hele tatt. (Med tillatelse: Shutterstock/Elle Aon)

Trykk, trykk, trykk... Swish, swish... Trykk, trykk... Whoooo... Stillhet.

Korotkoff-lydene som høres gjennom et stetoskop er rutine i ikke-invasiv klinisk blodtrykksmåling. I over et århundre siden lydene ble oppdaget, har imidlertid forskere diskutert hva som forårsaker dem. Er det kavitasjonsbobler i arterien brachialis? Et "vannhammer"-fenomen? De fleste fremsatte teorier så mot en lydkilde inne i arteriene og relatert til blodstrøm.

Men kanskje Korotkoff-lyder ikke er lyder i det hele tatt.

Det er ifølge forskere ved Institutt for fysikk for medisin Paris. I en fersk studie detaljert i Vitenskap Fremskritt, postdoktor Jérôme Baranger og hans kolleger i Mickael Tantersin gruppe fant ut at Korotkoff-lyder kanskje ikke er en lydbølge i det hele tatt, men en vibrasjon av arterieveggene som overføres til omkringliggende vev, litt som en seismisk bølge.

"Vårt hovedfunn var at Korotkoff-lyder ikke er lyder, noe som er litt morsomt," sier Baranger.

Forskerne brukte ultrarask ultralyd for å avbilde Korotkoff-lydgenerering. Ultralyd er som et digitalkamera som bruker lydbølger i stedet for lys for å ta bilder. Ultrarask ultralyd tar disse bildene med høye bildefrekvenser – tusenvis av bilder per sekund – slik at forskere kan se forbigående fenomener som skjer inne i kroppen i sanntid.

Da han analyserte dataene deres, som ble innhentet fra 15 friske frivillige, og anvendte resultatene av fysisk modellering, fant Baranger at Korotkoff-lyder paradoksalt nok ikke er lydbølger som kommer fra brachialisarterien, men snarere skjærvibrasjoner som formidles i omkringliggende vev. Skjærvibrasjonene var korrelerte og sammenlignbare i intensitet med Korotkoff-lyder.

"Jeg husker første gang jeg åpnet datasettet vårt, og jeg så denne enorme bølgen forplante seg til vev rundt arterien," sier Baranger. «Jeg tenkte «hva er dette?», fordi jeg pleide å se arterier med en pulsbølge som forplantet seg i veggene, men det var veldig subtilt. Her kunne vi se hele vevet danse rundt arterien. Og det så ut til å korrelere med det vi kunne høre i stetoskopet. Jeg var veldig spent – ​​det var helt uventet.»

Arterielle bevegelser er vanligvis mindre enn en millimeter, men forskyvninger av arterien brachialis – som kan overstige fem millimeter – er lett synlige på ultralyd. Når en blodtrykksmansjett blåses opp og presser på arterien brachialis, mykner arterien. Når hjertet trekker seg sammen, forplanter den øyeblikkelige økningen i blodtrykket seg gjennom arteriene i en pulsbølge. Når bølgen når den mykne delen av brachialisarterien, bremser den ned og utvider de myke arterieveggene, og får dem til å vibrere, og når pulsbølgen forplanter seg under mansjetten, forvandles den gradvis til en sjokkbølge.

Vibrasjoner i arterien overføres til omkringliggende muskler i form av en skjærbølge, som et jordskjelv. Når dette jordskjelvet når armens overflate og stetoskopet, får det stetoskopet til å vibrere, noe som produserer Korotkoff-lydene.

Potensielle kilder til Korotkoff-lyder
Alternativ teori (A) Sammenligning av flytiden (TOF) mellom potensielle kilder til Korotkoff-lyder og stetoskopet viste at den radielle skjærbølgemekanismen var kompatibel med de observerte tidspunktene, mens lydbølgehypotesen ikke var det. (B) 3D-representasjon av pulsbølgen i arterien og skjærbølgen i vevet. (Med tillatelse: J Baranger et al. Sci. Fremskritt 10.1126/sciadv.adi4252)

"I tidligere studier var det ingen sjanse til å tenke på denne mulige mekanismen som en skjærbølge, eller en seismisk bølge, inn i vev, fordi de enten ble løst i rom eller tid, så vi manglet alltid en av de to dimensjonene. Jeg tror teknologien med ultrarask ultralyd gjorde at vi for første gang kunne studere dette problemet med en veldig god løsning, både i rom og tid, sier Baranger. "Jeg håper vår alternative teori vil stå, fordi vi direkte observerer kvaliteten på lyd."

Mens forskningsgruppens studie antyder en plausibel fysisk mekanisme for Korotkoff-lyder, er de nølende med å hevde årsakssammenheng før de bekrefter resultatene sine i en større studie og sammenligner det fysiske fenomenet målt med ultrarask ultralyd med invasive blodtrykksmålinger. Å forstå denne mekanismen kan til slutt forbedre blodtrykksmålinger og gi ytterligere forståelse av arterielle mekaniske egenskaper.

"Vi ønsker å få en dypere forståelse av det fysiske fenomenet som observeres - spektrale egenskaper til bølgen endres med forplantningen, som bærer mye informasjon om de mekaniske egenskapene til arteriene," sier Baranger. "Vi håper at ved å kjenne fenomenet kan vi kanskje ha en bedre måte å definere diastolisk blodtrykk, ikke bare basert på måten du oppfatter det, hører det, i øret ditt, men kanskje basert på en fysisk måling."

Tidstempel:

Mer fra Fysikkens verden