Sự phục hồi áp lực – Pressure recovery

Trong các tài liệu siêu âm tim thường nhắc đến khái niệu “Sự phục hồi áp lực”, đặc biệt trong hẹp van động mạch chủ. Vậy sự phục hồi áp lực là gì?

Định luật Bernoulli phát biểu rằng, khi một dòng chảy (khí, nước, máu, vv) di chuyển qua một ống dẫn, vận tốc càng cao thì áp lực nó tác động lên thành ống càng giảm. Độ tăng vận tốc bằng độ giảm áp lực.

Trong hình minh họa nguyên lý hoạt động của cánh máy bay ở trên, sự bố trí hướng cánh máy bay làm cho dòng không khí ở bên dưới cánh bị chặn lại, di chuyển chậm lại -> áp lực tác động lên mặt dưới cánh cao. Sự bố trí này cũng làm cho dòng không khí ở trên cánh máy bay di chuyển nhanh hơn, áp lực ở phía trên cánh máy bay giảm. Lúc này xuất hiện sự chênh lệch áp lực giữa mặt dưới và mặt trên cánh máy bay, do đó hình thành lực đẩy nâng cánh máy bay từ dưới lên trên

Bây giờ hãy phân tích những gì xảy ra trong van động mạch chủ. 

Hình ảnh này chưa có thuộc tính alt; tên tệp của nó là image-2.png

Tại buồng tống thất trái, dòng chảy có vận tốc chậm, gây ra một áp suất lớn là PLV. Tại van động mạch chủ, đường kính nhỏ lại, dòng chảy tăng vận tốc lên, áp lực mà nó gây ra giảm xuống, còn PVC. Độ chênh áp tại van ĐMC và buồng tống lúc này là PGmax.

Khi dòng chảy đi qua chỗ hẹp, nó vào động mạch chủ, kích thước lớn, vận tốc giảm lại -> áp lực lại tăng lên. Sự tăng áp lực lại này gọi là sự phục hồi áp lực. Độ chênh lệch áp lực tại lòng động mạch chủ và tại buồng tống thất trái lúc này là PGnet.

Tiếp tục xem xét một vấn đề khác, đó là kích thước của động mạch chủ ảnh hưởng thế nào đến sự phục hồi áp lực.

Hình ảnh này chưa có thuộc tính alt; tên tệp của nó là image-3.png

Trong hình A, với một động mạch chủ dãn, người ta thấy rằng khi dòng chảy qua khỏi lỗ van, vào lòng động mạch chủ dãn, áp lực không tăng lên nhiều. Độ chênh áp tại lòng mạch (PGnet) không khác nhiều độ chênh áp tại van ĐMC (PGmax). Cần lưu ý là PGnet được đo bằng thông tim, còn PGmax được đo bằng siêu âm Doppler.

Trong hình B, với một động mạch chủ hẹp, người ta thấy rằng khi dòng chảy qua khỏi lỗ van, nó đi vào lòng mạch, áp lực tăng lên nhiều, độ chênh áp tại lòng mạch (PGnet) khác biệt nhiều so với độ chênh áp tại van ĐMC (PGmax).

Lý giải hiện tượng trong hình B khá dễ, giống như nguyên tắc Bernoulli được nói ở trên, vì lòng mạch có đường kính lớn hơn lỗ van, nên dòng chảy đi từ lỗ van vào lòng mạch sẽ giảm bị vận tốc, và áp lực nó gây ra tăng lên. Vậy tại sao trong hình A, khi lòng mạch dãn to hơn, lẽ ra vận tốc phải giảm nhiều hơn, áp lực phải tăng lên nhiều nữa, nhưng thực tế áp lực lại tăng lên không đáng kể. Vì sao lại có sự mâu thuẫn này?

Hãy xem xét vấn đề dưới góc nhìn năng lượng

Một khối chất lỏng di chuyển mang trong nó 3 loại năng lượng, đó là động năng (vận tốc – V), thế năng (áp lực – P) và nhiệt năng (T). Tổng của 3 loại năng lượng này là cố định.

E = V + P + T

Nếu có thành phần này gia tăng thì 2 thành phần kia sẽ bị giảm xuống. Ví dụ: khi vận tốc tăng lên do dòng chảy qua chỗ hẹp, tức là động năng tăng lên, thì áp lực sẽ bị giảm xuống, tức là thế năng giảm xuống. Khi dòng chảy đi vào lòng mạch, vì lòng mạch lớn hơn lỗ van, nên vận tốc bị giảm, động năng giảm, lúc này thế năng sẽ tăng lên, tức là áp lực tăng lên. Đây gọi là sự phục hồi áp lực – pressure recovery.

Khi chất lỏng đột ngột đi vào một đoạn mạch có kích thước lớn ngay sau lỗ van (hình A ở trên), sẽ xảy ra tình trạng hỗn loạn (sự hỗn loạn tức là gia tăng nhiệt), lúc này vận tốc giảm nhưng nhiệt năng tăng -> thế năng không tăng được, sự phục hồi áp suất không xảy ra hoặc xảy ra ít. 

Khi chất lỏng đi vào đoạn mạch có kích thước nhỏ (hẹp) sau lỗ van, sự hỗn loạn xảy ra ít, nhiệt năng không tăng nhiều, phần lớn động năng chuyển thành thế năng -> áp lực được gia tăng nhiều. 

Như vậy lòng mạch càng bị dãn lớn, sự phục hồi áp lực càng ít, tức là độ chênh áp đo bằng siêu âm doppler không khác nhiều độ chênh áp đo bằng thông tim. Ngược lại lòng mạch càng bị nhỏ hẹp, sự phục hồi áp lực càng nhiều, độ chênh áp đo bằng siêu âm Doppler khác biệt nhiều độ chênh áp đo bằng thông tim.

Do đó trong thực hành lâm sàng, người ta phải tính đến sự phục hồi áp lực này để hiệu chỉnh kết quả độ chênh áp đo được. Công thức tính độ áp lực được phục hồi (PR)

PR = 4 * Vmax2 * C
C = 2 * (AVA / AscAA) * (1- AVA / AscAA)

AVA: diện tích mở van ĐMC
AscAA: diện tích ĐMC lên

Sự phục hồi áp lực trở nên đáng kể hơn khi:

  • Gốc ĐMC, ĐMC lên nhỏ (< 3cm)
  • Hẹp ĐMC hình vòm bẩm sinh
  • Một số loại van nhân tạo
  • Hẹp thuôn
  • Hẹp trên van ĐMC
  • Hẹp eo ĐMC

Tài liệu tham khảo:
Pressure Recovery
pressure recovery phenomenon/

Bài liên quan

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai.