Звуки стетоскопа – причина раскрыта? – Мир физики

Тук, тук, тук… Свист, свист… Тук, тук… Уууу… Тишина.

Звуки Короткова, слышимые через стетоскоп, являются обычным методом неинвазивного клинического измерения артериального давления. Однако вот уже более века с момента открытия этих звуков ученые спорят о том, что их вызывает. Имеются ли кавитационные пузырьки в плечевой артерии? Явление типа «гидравлического удара»? Большинство выдвинутых теорий рассматривали источник звука внутри артерий и были связаны с кровотоком.

Но, возможно, звуки Короткова вовсе не звуки.

Так считают ученые из Институт физики медицины в Париже. В недавнем исследовании, подробно описанном в Наука развивается, постдокторант Жером Баранжер и его коллеги из Микаэль ТантерГруппа ученых обнаружила, что звуки Короткова могут быть вовсе не звуковой волной, а вибрацией стенок артерий, которая передается в окружающие ткани, что немного похоже на сейсмическую волну.

«Нашим главным открытием было то, что звуки Короткова — это не звуки, и это довольно забавно», — говорит Барангер.

Исследователи использовали сверхбыстрый ультразвук для визуализации генерации звука Короткова. Ультразвук подобен цифровой камере, которая для съемки изображений использует звуковые волны вместо света. Сверхбыстрый ультразвук делает эти снимки с высокой частотой кадров — тысячи изображений в секунду — что позволяет исследователям видеть переходные явления, происходящие внутри тела, в режиме реального времени.

Анализируя данные, полученные от 15 здоровых добровольцев, и применяя результаты физического моделирования, Барангер обнаружил, что звуки Короткова парадоксальным образом представляют собой не звуковые волны, исходящие из плечевой артерии, а скорее сдвиговые колебания, передаваемые в окружающих тканях. Сдвиговые колебания были коррелированы и сравнимы по интенсивности со звуками Короткова.

«Я помню, как впервые открыл наш набор данных и увидел огромную волну, распространяющуюся в ткани вокруг артерии», — говорит Барангер. «Я подумал: «Что это?», потому что раньше я видел артерии с пульсовой волной, распространяющейся по стенкам, но это было очень незаметно. Здесь мы могли видеть всю ткань, танцующую вокруг артерии. И, похоже, это коррелировало с тем, что мы могли слышать в стетоскоп. Я был очень взволнован – это было совершенно неожиданно».

Движения артерий обычно меньше миллиметра, но смещения плечевой артерии, которые могут превышать пять миллиметров, легко видны на УЗИ. Когда манжета для измерения артериального давления надувается и давит на плечевую артерию, артерия размягчается. Когда сердце сокращается, мгновенное повышение артериального давления распространяется по артериям в виде пульсовой волны. Когда волна достигает размягченного участка плечевой артерии, она замедляет и растягивает мягкие артериальные стенки, заставляя их вибрировать, а по мере распространения под манжетой пульсовая волна постепенно трансформируется в ударную волну.

Вибрации артерии передаются окружающим мышцам в виде поперечной волны, подобно землетрясению. Когда это землетрясение достигает поверхности руки и стетоскопа, оно вызывает вибрацию стетоскопа, что приводит к появлению звуков Короткова.

«В предыдущих исследованиях не было возможности думать о таком возможном механизме как поперечная волна или сейсмическая волна в тканях, потому что они были либо разрешены в пространстве, либо во времени, поэтому нам всегда не хватало одного из двух измерений. Я думаю, что технология сверхбыстрого ультразвука позволила нам впервые изучить эту проблему с очень хорошим разрешением как в пространстве, так и во времени», — говорит Барангер. «Я надеюсь, что наша альтернативная теория подтвердится, потому что мы непосредственно наблюдаем качество звука».

Сверхбыстрое ультразвуковое исследование картирует крошечные кровеносные сосуды глубоко в мозгу человека

Хотя исследование исследовательской группы предполагает правдоподобный физический механизм звуков Короткова, они не решаются заявить о причинно-следственной связи, пока не подтвердят свои результаты в более масштабном исследовании и не сравнит физическое явление, измеренное с помощью сверхбыстрого ультразвука, с инвазивными измерениями артериального давления. Понимание этого механизма может в конечном итоге улучшить измерения артериального давления и обеспечить дополнительное понимание механических свойств артерий.

«Мы хотим получить более глубокое понимание наблюдаемого физического явления — спектральные свойства волны меняются по мере распространения, что несет в себе много информации о механических свойствах артерий», — говорит Барангер. «Мы надеемся, что, зная это явление, мы, возможно, сможем найти лучший способ определения диастолического артериального давления, не только на основе того, как вы его воспринимаете, слышите в ухе, но, возможно, на основе физических измерений».

• SEO-контент и PR-распределение. Получите усиление сегодня.
• PlatoData.Network Вертикальный генеративный ИИ. Расширьте возможности себя. Доступ здесь.
• ПлатонАйСтрим. Интеллект Web3. Расширение знаний. Доступ здесь.
• ПлатонЭСГ. Углерод, чистые технологии, Энергия, Окружающая среда, Солнечная, Управление отходами. Доступ здесь.
• ПлатонЗдоровье. Биотехнологии и клинические исследования. Доступ здесь.
• Источник: https://physicsworld.com/a/stethoscope-sounds-origin-discovered/