Modeling of hydraulic shock as one of the main risk factors of main arteries atherosclerosis in arrhythmias

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Introduction. Atherosclerosis is the main reason of cardiocerebral events, its mechanisms and reasons are still being studied. Hydraulic shock in arrhythmias has not been studied before.

Aim. To perform the modeling of hydraulic shock as a risk factor of the main arteries in arrhythmias with original experimental model created by the authors.

Materials and methods. We created the original experimental model, it was used to imitate hydraulic shock in arrhythmias. It imitated the real arterial vessel and it allowed to make intra-vessel circulation of liquid in the regular rhythm and in arrhythmias (extrasystole).

Results. In extrasystolic arrhythmia imitation in the first post-extrasystolic contraction the speed of liquid flow was revealed to rise in mean value 158% in comparison with the regular rhythm.

Conclusion. In extrasystolic arrhythmia during the spread of the wave of the first post-extrasystolic contraction, blood flow accelerates and reflected waves and standing waves form. These hemodynamic changes are characterized by the term “hydraulic shock”. The use of our original experimental model helps to make the wide range of investigations and studies connected with intra-arterial hemodynamics in different conditions of functioning of cardiovascular system.

About the authors

Olga A. Germanova

Samara State Medical University

Author for correspondence.
Email: olga_germ@mail.ru

Candidate of Medical Sciences, functional diagnostic doctor, Department of Functional Diagnostic

Russian Federation, Samara

Vladimir A. Germanov

Samara State Medical University

Email: rean1mator2323@gmail.com

Postgraduate student, Department of Faculty Surgery, X-ray-endovascular diagnostics and treatment doctor, Clinics of Faculty Surgery

Russian Federation, Samara

Yuriy V. Shchukin

Samara State Medical University

Email: samgmu_pt@mail.ru

Doctor of Medical Sciences, Professor, Head of the Department of Propaedeutic Therapy

Russian Federation, Samara

Andrey V. Germanov

Samara State Medical University

Email: olga_germ@mail.ru

Candidate of Medical Sciences, Associate Professor, Department of Propedeutic Therapy

Russian Federation, Samara

Maxim V. Piskunov

Samara State Medical University

Email: m.v.piskunov@samsmu.ru

Candidate of Medical Sciences, Associate Professor, Department of Propedeutic Therapy, Head of Cardiological Department

Russian Federation, Samara

Andrey E. Burmistrov

Samara National Research University named after S.P. Korolev

Email: olga_germ@mail.ru

Engineer

Russian Federation, Samara

Rinat Yu. Yusupov

Samara National Research University named after S.P. Korolev

Email: olga_germ@mail.ru

Engineer

Russian Federation, Samara

G. Galati

Ospedale San Raffaele

Email: olga_germ@mail.ru

Cardiologist

Italy, Milan

References

  1. Corban MT, Lerman LO, Lerman A. Endothelial dysfunction. Cardiovascular disease pathophysiology hidden in plain sight. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 2019;39:1272–1274. https://doi.org/10.1161/ATVBAHA.119.312836.
  2. Yoon MH, Reriani M, Mario G, et al. Long-term endothelin receptor antagonism attenuates coronary plaque progression in patients with early atherosclerosis. Int J Cardiol. 2013;168:1316–1321. https://doi.org/10.1016/j.ijcard.2012.12.001.
  3. Gimbrone MA, Garcia-Cardena G. Endothelial cell dysfunction and the pathobiology of atherosclerosis. Circ Res. 2016;118(4):620–636. https://doi.org/10.1161/CIRCRESAHA.115.306301.
  4. Stary HC. Natural history and histological classification of atherosclerotic lesions: an update. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 2000;20(5):1177–1178. https://doi.org/10.1161/01.atv.20.5.1177.
  5. Reiss AB, Grossfeld D, Kasselman LJ, et al. Adenosine and the cardiovascular system. Am J Cardiovasc Drugs. 2019;19(5):449–464. https://doi.org/10.1007/s40256-019-00345-5.
  6. Dichgans M, Pulit SL, Rosand J. Stroke genetics: discovery, biology, and clinical applications. Lancet Neurol. 2019;18(6):587–599. https://doi.org/10.1016/S1474-4422(19)30043-2.
  7. Mohd Nor NS, Al-Khateeb AM, Chua YA, et al. Heterozygous familial hypercholesterolaemia in a pair of identical twins: a case report and updated review. BMC Pediatr. 2019;19(1):106. https://doi.org/10.1186/s12887-019-1474-y.
  8. Ala-Korpela M. The culprit is the carrier, not the loads: cholesterol, triglycerides and apolipoprotein B in atherosclerosis and coronary heart disease. Int J Epidemiol. 2019;48(5):1389–1392. https://doi.org/ 10.1093/ije/dyz068.
  9. Германов А.В., Германова О.А., Германов В.А., Борзенкова Г.А. Классификация экстрасистолической аритмии в зависимости от функционального значения // Вестник Медицинского университета Реавиз. – 2018. – № 5(36). – С. 69–75. [Germanov AV, Germanova OA, Germanov VA, Borzenkova GA. Klassifikaciya ekstrasistolicheskoj aritmii v zavisimosti ot funkcional’nogo znacheniya. Vestnik Medicinskogo universiteta Reaviz. 2018;(5):69–75. (In Russ.)]
  10. Германов А.В., Германова О.А., Терешина О.В. и др. Тромбоэмболические осложнения некардиогенного характера при фибрилляции предсердий // Аспирантский вестник Поволжья. – 2018. – № 5–6. – С. 93–99. [Germanov AV, Germanova OA, Tereshina OV, et al. Non-cardiogenic thromoembolic complications in atrial fibrillation. Aspirantskij vestnik Povolzhiya. 2018;(5–6):93–99. (In Russ.)] https://doi.org/10.17816/2072-2354.2018.18.3.93-99.
  11. Германова О.А., Германов В.А., Степанов М.Ю. и др. Аритмии как фактор риска развития атеросклероза магистральных артерий // Вестник Медицинского университета Реавиз. – 2019. – № 4. – С. 126–136. [Germanova OA, Germanov VA, Stepanov MYu, et al. Arrhythmias as a risk factor for atherosclerosis of the main arteries. Vestnik Medicinskogo universiteta Reaviz. 2019;(4):126–136. (In Russ.)]
  12. Германова О.А., Германов А.В., Германов В.А., Колесников И.С. Прогнозирование тромбоэмболических осложнений при экстрасистолии // Вестник Медицинского института Реавиз. – 2018. – № 5. – С. 65–68. [Germanova OA, Germanov AV, Germanov VA, Kolesnikov IS. Predicting thromboembolic complications in patients with extrasystolic arrhythmia. Vestnik Medicinskogo instituta Reaviz. 2018;(5):65–68. (In Russ.)]
  13. Германова О.А., Германов А.В., Германов В.А. и др. Анатомо-функциональный анализ роли экстрасистолии как фактора риска развития атеросклероза // Морфологические ведомости. – 2018. – Т. 26. – № 4. – С. 11–14. [Germanova OA, Germanov AV, Germanov VA, et al. The anatomo-functional analysis of the role of the extrasistoly as a predictor of the development of the atherosclerosis. Morphological Newsletter. 2018;26(4):11–14. (In Russ.)]. https://doi.org/10.20340/mv-mn.18(26).04.11-14.
  14. Германова О.А., Германов А.В., Германов В.А. и др. Экстрасистолия: гемодинамические аспекты и биомеханика магистральных артерий // Аспирантский вестник Поволжья. – 2018. – № 5–6. – С. 85–92. [Germanova OA, Germanov AV, Germanov VA, et al. Extrasystolic arrhythmia: hemodynamic aspects and biomechanics of main arteries. Aspirantskij vestnik Povolzhiya. 2018;(5–6):85–92. (In Russ.)]. https://doi.org/10.17816/2072-2354.2018.18.3.85-92.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. The main tube of the device

Download (49KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. The main view of the device

Download (228KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Diaphragms: a — stenosis 50%; b — stenosis 70% (the hole is located in the center of the diaphragm); c — stenosis 90%; d — stenosis 70% (the hole is located asymmetrically)

Download (126KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Drawings of two diaphragms: a — stenosis 70% (the hole is located in the center of the diaphragm); b — stenosis 70% (the hole is located asymmetrically)

Download (92KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. The occurrence of reflected and standing waves during extrasystole in the first post-extrasystolic contraction (silk thread is the indicator)

Download (217KB)
Indexing metadata
7. Fig. 6. Turbulent fluid flow during the passage of the wave of the first post-extrasystolic contraction

Download (62KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2020 Germanova O.A., Germanov V.A., Shchukin Y.V., Germanov A.V., Piskunov M.V., Burmistrov A.E., Yusupov R.Y., Galati G.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».