Сопромат площадь сечения: Формулы для расчетов на растяжение-сжатие

Как рассчитать площадь поперечного сечения трубы?

Для расчета поперечного сечения трубы:

1. Вычтем квадратов внутреннего диаметра из внешнего диаметра.
2. Умножьте число на π.
3. Разделите произведение на 4.

Как рассчитать площадь двутаврового сечения?

Площадь I секции общей шириной W , высотой H и толщиной t может быть рассчитана как:

Как рассчитать площадь Т-образного сечения?

Площадь Т-образного профиля общей шириной W , высотой H и толщиной t может быть рассчитана как:

Каково поперечное сечение куба?

Поперечное сечение куба — квадратов .Точно так же для кубоида это либо квадрат, либо прямоугольник.

Пример для «определения наименьшего допустимого поперечного сечения проводников цепи».

Из доступных входов;

позволяет нам узнать, как определить «наименьшую допустимую площадь поперечного сечения» проводников цепи.

Доступные входы;

* Предполагается, что в этом примере некоторые из входов обеспечивают; и они не были получены ни от пользователя, ни из среды.

Процедура:

• Определитель проводника : нейтраль

Поскольку THDi составляет> 33% (то есть THDI = 48%). Таким образом, токоведущий провод, определяющий размер, — нейтраль

• Ток нейтрали : 3 × 0,48 × 200 = 288 А

• Поправочный коэффициент K3 : Фактор, основанный на устройстве защиты от перегрузки.

Предполагается, что эта цепь защищена автоматическим выключателем.

Так что K3 = 1.0

• F1 Температура: Таблица B.52.15

Для 40 ° C и с изоляцией из сшитого полиэтилена. F1 = 0,85

• Метод установки: 72 (Одножильные или многожильные кабели в оболочке, прямо в землю — без дополнительной механической защиты) Метод сравнения: D2

• Группа F2: Таблица B.52,18

Нет дополнительных цепей прикосновения, т.е. схем 1

F2группа = 1.00

• Поправочный коэффициент F3: Таблица (E.52.1)

THDI> 45% = THDI = 48% à f3 Нейтральный THDI = 1,00

• F3RSoil : Таблица B.52.16

Способ установки = в земле -> Rth = 2.0 Км / Вт

f3RthSoil = 1,12

Поправочный коэффициент f

f = 0,85 × 1,00 × 1,00 × 1,05 × 1,00 = 0,952

Общий поправочный коэффициент определяется путем умножения всех имеющихся поправочных коэффициентов ».

Теоретический Iz ’ = (K3 x IB) / (F x N в реальном времени) = (1,0 x 288) / (0,952 x1) = 302,52 A = 303 A

Выбор проводника осуществляется из данной Таблицы B.52,5 Колонка 8

185 мм2 сможет выдержать 324 А

240 мм2 сможет выдержать 375 А

С учетом допуска + 5% рекомендуется принять размер 185 мм²

Площадь поперечного сечения нижней артерии сонных и позвоночных артерий и более высокая частота вторичных сосудов шеи связаны с рассеянным склерозом исследованы.Таким образом, целью этого исследования было изучить частоту появления сосудов шеи и их площади поперечного сечения (в квадратных миллиметрах) между пациентами с РС и здоровыми людьми из контрольной группы.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ: В этом исследовании 193 пациентам с РС и 193 здоровым пациентам из контрольной группы того же возраста и пола проведена 2D TOF-венография при 3Т. Основные артериальные (сонная и позвоночная), венозные (внутренняя яремная) и вторичные шейные сосуды были исследованы на 4 отдельных шейных уровнях (C2 / 3, C4, C5 / 6 и C7 / T1).ANCOVA с поправкой на возраст, индекс массы тела, статус курения, гипертонию и сердечные заболевания использовался для сравнения различий между пациентами с РС и здоровыми людьми из контрольной группы.

РЕЗУЛЬТАТЫ: После учета всех влияющих факторов пациенты с РС имели значительно более низкие площади поперечного сечения сонных артерий на уровне C2 / 3 ( P = 0,03), C5 / 6 ( P =. 026) и C7 / T1 ( P, = 0,005), а также позвоночных артерий на уровне C2 / 3 ( P =.02), C4 ( P, = 0,012) и C7 / T1 ( P, = 0,006) по сравнению со здоровым контролем. Более высокая частота вторичных сосудов шеи была обнаружена на всех 4 уровнях у пациентов с МС: C2 / 3 (12,9 против 10, P <0,001), C4 (9,1 против 7,5, P <0,001), C5 / 6 (7,8 против 6,8, P = 0,012) и C7 / T1 (8,8 против 6, P <0,001). Общая площадь поперечного сечения вторичных сосудов шеи также была значительно выше на всех 4 уровнях ( P <.03). Не было обнаружено значительных различий в площади поперечного сечения яремных вен между пациентами с РС и здоровыми людьми из контрольной группы.

ВЫВОДЫ: Пациенты с рассеянным склерозом показали меньшую площадь поперечного сечения сонных и позвоночных артерий и более высокую частоту вторичных шейных сосудов и их площади поперечного сечения по сравнению со здоровой контрольной группой.

СОКРАЩЕНИЯ:

ИМТ

индекс массы тела

CCA

общая сонная артерия

CSA

площадь поперечного сечения

ECA

внешняя здоровая сонная артерия8 9018 908 HCA 908 внутренняя яремная вена

VA

позвоночная артерия

Рассеянный склероз — наиболее частое неврологическое заболевание, вызывающее инвалидность среди активного работающего населения.Перекрывающиеся механизмы хронической аутоиммунной демиелинизации и прогрессирующей нейродегенерации являются отличительными признаками патофизиологии заболевания, которое сильно варьирует в зависимости от спектра течения рассеянного склероза. ¹ Из-за огромной неоднородности представлений о болезни, в исследованиях использовались разные пути для понимания потенциального многофакторного взаимодействия аутоиммунных, дегенеративных, экологических, генетических и сердечно-сосудистых факторов. ²

Появляется все больше свидетельств того, что повышенная распространенность РС и тяжесть заболевания связаны с более частыми сердечно-сосудистыми факторами риска, такими как ожирение и гипертония. ³ Сидячий образ жизни, отсутствие физических упражнений, ⁴ гипертония, ^5,6 статус курения, ⁷ измененный липидный обмен, ⁸ и особенно ожирение на ранних стадиях развития ⁹ — все они были неизменно связаны с более раннее начало заболевания рассеянным склерозом, ускоренное прогрессирование инвалидности и худшие исходы воспалительных и нейродегенеративных заболеваний. Недавнее общенациональное исследование в Дании, в котором участвовали 8947 пациентов с РС и 44 735 здоровых людей из контрольной группы (ХК), показало более низкую частоту сопутствующих цереброваскулярных заболеваний до начала рассеянного склероза, а затем более высокую частоту после начала заболевания. ¹⁰ Следовательно, растет интерес к пониманию патофизиологических механизмов, с помощью которых сердечно-сосудистые факторы могут влиять на течение и тяжесть заболевания РС.

Исследование сосудистого кровообращения головы и шеи является важнейшей общей основой для лучшего понимания связи между сердечно-сосудистыми сопутствующими заболеваниями и рассеянным склерозом. Поскольку эта система является конституциональным членом гематоэнцефалического барьера, любое изменение ее целостности может иметь пагубные последствия для обеих систем.Следовательно, изучение информации о площади поперечного сечения сосудов шеи (ППС) имеет решающее значение для дальнейшего понимания взаимосвязей между экстракраниальными и внутричерепными сосудистыми изменениями, наблюдаемыми при РС. Однако комплексный комплексный подход к изучению CSA артериальной и венозной систем сосудов шеи, как правило, отсутствует. Кроме того, насколько нам известно, степень нормальных сосудистых изменений в зависимости от возраста, пола и индекса массы тела (ИМТ) не была полностью исследована.

Предыдущие исследования изучали важность некоторых сосудистых аспектов рассеянного склероза с использованием перфузионной визуализации. ¹¹ Как позитронно-эмиссионная томография ¹² , так и исследования перфузионной МР-визуализации с контрастированием динамической восприимчивости показали широко распространенное снижение церебрального кровотока, влияющее как на белое, так и на серое вещество. ¹¹ Сообщения о нарушении цереброваскулярной связи и реактивности ¹³ могут дополнительно объяснить причину нейродегенеративных процессов при РС. Пациенты с РС также продемонстрировали нарушение цереброваскулярной реактивности в различных сетях мозга, особенно в сетях режима по умолчанию. ¹⁴ Хотя патогенез этих изменений внутримозговой перфузии неизвестен, это может быть связано с сердечно-сосудистыми сопутствующими заболеваниями или хроническими высокими уровнями оксида азота, связанными с патологией заболевания. ¹⁵

На этом фоне мы стремились изучить частоту сосудов шеи и их CSA (в квадратных миллиметрах) между пациентами с MS и HC. Кроме того, мы исследовали возможные смешивающие факторы, такие как возраст, сопутствующие сосудистые заболевания и ИМТ, при сравнении сосудистой системы шеи у пациентов с РС и ГК.

Материалы и методы

Участники исследования

Участники исследования, включенные в это исследование, являются частью продолжающегося проспективного исследования сердечно-сосудистых, экологических и генетических факторов риска при РС, в котором приняли участие> 1000 субъектов с РС и HC. ¹⁶ Критерии включения в это подисследование, изучающее характеристики сосудов шеи при РС, были следующими: 1) МР-венографическое исследование, проведенное в течение 30 дней после клинического обследования, 2) возрастной диапазон от 18 до 80 лет, 3) РС, определенный Пересмотренные критерии Макдональда 2010 г., ¹⁷ или 4) здоровый контроль без известного в анамнезе неврологического заболевания.Критериями исключения были следующие: 1) известные морфологические сосудистые аномалии в анамнезе (синдромы Клиппеля-Тренауна-Вебера, Паркса Вебера, Сервелля-Марторелла или Бадда-Киари), 2) вторично-прогрессирующий или первично-прогрессирующий РС и 3) беременность. или кормящие матери.

Сто девяносто три пациента с РС и 193 HC соответствующего пола и возраста прошли медицинский скрининг, а также физические, неврологические и МРТ обследования. Истории курения, сердечных заболеваний и гипертонии также были собраны с использованием структурированных вопросников в соответствии с перекрестным исследованием больничных медицинских карт для всех субъектов.Испытуемые были разделены на курильщиков, никогда и никогда не куривших. Активные курильщики были классифицированы как люди, которые выкуривали> 10 сигарет в день в течение 3 месяцев до начала исследования. Субъекты были классифицированы как курильщики в прошлом, если они курили последовательно в течение как минимум 6 месяцев в какой-то момент в прошлом. ⁷ Заболевание сердца включало диагноз застойной сердечной недостаточности, сердечного приступа, аритмии, клапанных нарушений, сердечных шумов или операции на сердце. Диагностика артериальной гипертензии проводилась в соответствии с седьмым отчетом Объединенного национального комитета по профилактике, выявлению, оценке и лечению высокого кровяного давления. ¹⁸ Пациенты со стадией 1 (систолическое артериальное давление 140–159 мм рт. Ст. Или диастолическое артериальное давление 90–99 мм рт. Ст.) И стадией 2 (систолическое артериальное давление ≥160 мм рт. классифицируется как гипертензия. ИМТ оценивался у всех испытуемых. Пациентов с РС обследовал опытный невролог с использованием расширенной шкалы инвалидности.

Исследование было одобрено наблюдательным советом государственного университета Нью-Йорка в Буффало, и все субъекты подписали письменную форму информированного согласия.

Получение и анализ МР-изображений

Все сканы были получены на сканере 3T Signa Excite HD 12.0 Twin Speed ​​(GE Healthcare, Милуоки, Висконсин) с использованием 8-канальной катушки для головы и шеи. Как частота сосудов шеи, так и CSA сосудов были измерены с использованием последовательности 2D-MRV, которая состояла из 150 срезов (толщиной 1,5 мм) с использованием матрицы 320 × 192 и поля зрения 22,0 см. Фазовое поле обзора составило 75% для разрешения 0,69 × 1,15 × 1,5 мм ³ . Параметры изображения: TE / TR / угол переворота 4.3 мс / 14 мс / 70 ° и общее время сбора данных 5 минут 19 секунд.

Сосуды шеи были исследованы на 4 отдельных шейных уровнях, включая C2 / C3, C4, C5 / C6 и C7 / T1. Сначала 2 обученных оператора (PB и CM, каждый с опытом работы не менее 5 лет) определили CSA общей сонной артерии (CCA), внутренней сонной артерии, наружной сонной артерии (ECA) и позвоночных артерий (VA), а также внутренних яремные вены (IJVs). В шейных отделах выше бифуркации ОСА (C4 или C2 / C3) CSA как ICA, так и ECA были добавлены вместе.Общий CSA каждого сосуда был рассчитан путем суммирования значений соответствующих левосторонних и правосторонних измерений. Поскольку позвоночная вена обычно присутствует не у всех пациентов, ¹⁹ она была классифицирована как дополнительный дренажный путь и включена в сегментацию вторичных сосудов. Из-за возможного наличия медленного и извилистого потока, который может создать насыщение сигнала в очень маленьких сосудах, порог включения вторичного сосуда был установлен на 2,0 мм ² .Были отмечены все видимые сосуды шеи на 4 шейных уровнях, их частота подсчитывалась вручную и оценивались их CSA. Дополнительными критериями исключения сосудов были следующие: 1) сосуды, которые создавали петли в рострокаудальном направлении, и 2) оператор не мог проследить обнаруженный сигнал на срезах выше и ниже заданного уровня.

CSA всех сосудов шеи определяли с помощью инструмента обработки изображений Java (JIM), версия 7.0 (http://www.xinapse.com) инструментария ROI.Для наилучшего выбора краев использовался инструмент Contour ROI Tool, часть автоматизированного набора инструментов Preview Contours. При необходимости оператор вручную скорректировал границу ROI. Ручная регулировка в основном использовалась в следующем: 1) сканирование MRV со значительным шумом изображения на заданном контрасте, 2) разделение 2 близко расположенных, но разных сосудов, когда инструмент автоматического контурирования выделил оба, и 3) исключить возникновение сигнала. ответвления сосудов. Максимальный контраст был установлен на уровне яркости 900.Общее правило определения идеального контраста анализа основывалось на стабильности границ сигнала. Была проведена тщательная сегментация основных артериальных, венозных и вторичных сосудов на 4 шейных уровнях с высокой воспроизводимостью (межклассовая корреляция> 0,818; P <0,001) (онлайн-таблица 1). ²⁰ На интерактивном рисунке показан пример выбора соответствующего сосуда и репрезентативных измерений CSA в здоровом контроле.

Статистический анализ

Статистический анализ проводился с использованием SPSS, версия 24.0 (IBM, Армонк, Нью-Йорк). Для клинических и демографических сравнений между группами использовались перекрестные таблицы χ ² и тест Стьюдента t соответственно. Чтобы определить связь между количеством сосудов шеи и их площадью поперечного сечения с возрастом и ИМТ, мы использовали ранговую корреляцию Спирмена.

Порядковые переменные, относящиеся к частоте вторичных судов, были преобразованы в тип ранжированного порядка. Различия в частоте и размере сосудов шеи (CSA) между группами MS и HC оценивались с помощью анализа ковариации с поправкой на возраст, ИМТ, историю курения, болезни сердца и гипертонию.Радиолокационные графики использовались для комплексной визуализации данных (рис. 1). Все анализы были дополнительно повторены в подгруппах субъектов без наличия сопутствующих сердечно-сосудистых заболеваний (ожирение, болезни сердца, гипертония, сахарный диабет 1 типа), чтобы дополнительно контролировать, связаны ли результаты с сопутствующими сердечно-сосудистыми заболеваниями. Чтобы изучить влияние курения на показатели CSA, мы провели дополнительный дополнительный анализ у пациентов с РС, которые были курильщиками и некурящими.

Радиолокационное изображение различий сосудов шеи между пациентами с рассеянным склерозом и здоровыми людьми из контрольной группы. Значимые корреляции выделены жирным шрифтом.

Во всех анализах минимальный уровень значимости P ≤ 0,05 на основе двустороннего критерия считался статистически значимым.

Результаты

Демографические и клинические характеристики

У всех 193 пациентов с РС был ремиттирующий РС. Демографические и клинические данные представлены в таблице 1.Соотношение женщин в обеих группах составляло 130/193 (67,4%). Возраст пациентов с МС составлял 42,2 ± 13,9 года, средний ИМТ — 26,8 ± 5,8, средняя продолжительность заболевания — 12 ± 9,4 года, а средний балл по расширенной шкале статуса инвалидности — 2,0. Группа HC составляла 42,9 ± 17,5 лет и имела средний ИМТ 26,8 ± 5,7. Не было значительных различий между обеими группами относительно возраста ( P, = 0,676), пола ( P, = 1.000) и ИМТ ( P, = 0,940). Только 2 пациента с РС и 1 здоровый контроль имели диагноз сахарного диабета 1 типа.Однако сердечно-сосудистая нагрузка была выше в группе MS по сравнению с HC, включая анамнез курения ( P = 0,005) и гипертонию ( P = 0,001), и наблюдалась тенденция к увеличению распространенности сердечных заболеваний ( P = 0,053). Демографические и клинические данные о подгруппе субъектов без гипертонии и сердечных заболеваний обобщены в интерактивной таблице 2.

Демографические и клинические характеристики пациентов с рассеянным склерозом ( n = 193) и здоровых людей ( человек). n = 193) ^a

Связь возраста и ИМТ с размером и количеством вторичных сосудов шеи

Взаимосвязь между возрастом и сосудами шеи представлена ​​в таблице 2.Возраст показал значительную обратную корреляцию с количеством вторичных сосудов шеи при HC. У более старшего поколения HC было меньше сосудов, измеренных в точках C2 / 3 ( P = 0,039), C4 ( P = 0,003), C5 / 6 ( P = 0,05) и C7 / T1 ( P = 0,031) уровней. Напротив, у пациентов с РС не было обнаружено значимой связи возраста и частоты вторичных сосудов шеи. Возраст не был связан с общим CSA вторичных сосудов ни у пациентов с MS, ни у пациентов с HC. Как показано для вторичных сосудов, был проведен такой же анализ корреляций между артериальной CSA и возрастом.Не было обнаружено связи между возрастом и артериальной CSA на любом уровне шейки матки, за исключением уровня C2 / 3 в когортах MS и HC ( P = 0,031 и P = 0,023, соответственно). Напротив, у обоих пациентов с РС и ГК наблюдалась значительная связь возраста и увеличения ППС IJV.

Корреляция частоты артериальных, венозных и вторичных сосудов шеи и площади поперечного сечения с возрастом и ИМТ в исследуемых группах ^a

ИМТ показал еще более сильную обратную связь с частотой вторичных сосудов шеи. у пациентов с ХК и МС (таблица 2).У HC с более низким ИМТ была более высокая частота вторичных сосудов, измеренных на C2 / 3 ( P = 0,05), C4 ( P <0,001), C5 / 6 l ( P = 0,001) и Уровни C7 / T1 ( P = 0,025). Точно так же более низкий ИМТ у пациентов с РС был связан с более высокой частотой вторичных сосудов шеи на уровне C2 / 3 ( P = 0,007), уровне C4 ( P <0,001), уровне C5 / 6 ( P <0,001) и уровень C7 / T1 ( P = 0,017). CSA вторичных сосудов шеи показал обратную связь с ИМТ у пациентов с МС на уровнях C2 / 3, C4 и C5 / 6 ( P <.01).

Различия между когортами MS и HC по частоте и площади поперечного сечения артериальных, венозных и вторичных сосудов шеи

Частота и размер артериальных, венозных и вторичных сосудов шеи в группах MS и HC суммированы в таблицах 3 и 4 и Рис. 1. Из-за зависимости от возраста и ИМТ, проявляемой размером и количеством вторичных сосудов у пациентов с РС и ГК, а также различий в факторах риска сердечно-сосудистых заболеваний между двумя группами, все сравнения были скорректированы по возрасту, ИМТ. , история курения, болезни сердца и гипертония.

Частота и площадь поперечного сечения артериальных, венозных и вторичных сосудов шеи в исследуемых группах ^a

Частота вторичных сосудов шеи и площадь поперечного сечения в исследуемых группах ^a

После того, как мы учли эти смешивающие факторы, пациенты с РС имели значительно более низкую CSA сонных артерий на уровне C2 / 3 (55,1 ± 16,4 по сравнению с 60,9 ± 17,9, P = 0,03), C5 / 6 ( 50,1 ± 10.1 против 53,9 ± 12,5, P = 0,026) и C7 / T1 (47,6 ± 9,8 против 52 ± 9,9, P = 0,005), а также позвоночных артерий на уровне C2 / 3 (20,1 ± 4,4 против 21,8 ± 5,8, P = 0,02), C4 (18,6 ± 4,2 против 20,3 ± 5, P = 0,012) и C7 / T1 (16,3 ± 4,5 против 18,4 ± 5,9, P = .006) по сравнению с HC. Более высокая частота вторичных сосудов шеи была обнаружена на всех 4 уровнях у пациентов с МС: C2 / 3 (12,9 против 10, P <.001), C4 (9,1 против 7,5, P <0,001), C5 / 6 (7,8 против 6,8, P = 0,012) и C7 / T1 (8,8 против 6, P <0,001). Общий CSA вторичных сосудов также был значительно выше на всех 4 уровнях у пациентов с MS ( P <0,03). Разница была наиболее значимой на уровне C7 / T1, где CSA пациентов с МС составлял 71,1 ± 40,5 мм ² по сравнению с 56,7 ± 32,5 мм ² в HC ( P <0,001). Не было обнаружено значительных различий в CSA IJV между когортами MS и HC.На рис. 2 показан пример различий в количестве сосудов и CSA, наблюдаемых у пациентов с РС и ГК соответствующего возраста и пола.

Сравнение количества основных и вторичных сосудов и площади поперечного сечения на последовательности 2D-MRV на 4 шейных уровнях у пациентов с рассеянным склерозом (4 соответствующие панели слева) и здоровых контрольных лиц соответствующего возраста и пола ( 4 соответствующие панели справа). VV указывает на позвоночную вену; L, слева; Р, верно. Зеленый цвет представляет вторичные сосуды, красный цвет представляет CCA, ICA, EAC и VA, а синий цвет представляет IJV.

В подгруппе субъектов без факторов риска сердечно-сосудистых заболеваний сравнение пациентов с РС ( n = 135) и HC ( n = 142) дало результаты, аналогичные результатам основного анализа для артериальных, венозных и вторичных сосудов. частота и их CSA (интерактивные таблицы 3 и 4). За исключением количества вторичных сосудов на уровне C5 / C6 (7,0 против 8,3, P = 0,034), курильщики с РС не показали значительных различий по сравнению с некурящими (онлайн-таблицы 5 и 6).

Обсуждение

В этом исследовании были выявлены два основных вывода. Во-первых, даже после корректировки всех сердечно-сосудистых факторов, включая ИМТ, гипертензию, сердечные заболевания, историю курения и возраст, когорта с рассеянным склерозом показала более высокую частоту вторичных сосудов шеи и большие CSA по сравнению с HC. Этот результат был согласован на всех исследованных уровнях шейки матки. Самое интересное, что у пациентов с РС также была меньшая ППС основных и вторичных артериальных сосудов (ОСА, ВСА, НСА и ПА, соответственно).Кроме того, эти данные были подтверждены в подгруппе пациентов (70%) без наличия сопутствующих сердечно-сосудистых заболеваний. Кроме того, мы показали, что демографические факторы, такие как возраст и ИМТ, являются существенными препятствиями между пациентами с РС и HC при рассмотрении морфологии сосудов шеи и должны учитываться в будущих исследованиях.

Обнаружение того, что пациенты с РС демонстрируют разные паттерны морфологии сосудов шейки сосудов в отношении старения по сравнению с ХК, предполагает, что у РС и сердечно-сосудистых заболеваний взаимосвязаны пути. ¹⁰ Известно, что факторы риска сердечно-сосудистых заболеваний влияют на тяжесть заболевания рассеянным склерозом. Например, курение было связано с более высокой нагрузкой на поражение и более тяжелой атрофией головного мозга у пациентов с рассеянным склерозом. ⁷ Когда сочетаются несколько сопутствующих сердечно-сосудистых заболеваний, эта взаимосвязь становится еще более устойчивой. ⁶ Два независимых эпидемиологических исследования показали интересное несоответствие между снижением распространенности ишемической болезни сердца и увеличением распространенности инсульта у пациентов с РС по сравнению с ГК. ^21,22 Это открытие предполагает, что артериальные сосуды, снабжающие центральную нервную систему, возможно, подвержены особым атеросклеротическим повреждениям. ²³ Фактически, одно исследование показало, что пациенты с РС имеют более низкую податливость сонных артерий по сравнению с ГК. ²³ Хотя уменьшение просвета сонных и позвоночных артерий, обнаруженное у пациентов с РС, может указывать на то, что воспалительные механизмы способствуют раннему атеросклерозу у пациентов с РС, ²⁴ мы обнаружили аналогичные результаты в подгруппе пациентов с РС без наличия сердечно-сосудистых заболеваний.Другие авторы также показали более низкие значения CCA у пациентов с MS по сравнению с HC (65 против 78 мм ² ). ²⁵ Другое исследование MS, в котором использовалась методика MRV с фазовым контрастом, показало несколько более высокую площадь CSA CCA по сравнению с нашими измерениями с использованием MRV времени пролета (65 против 48,9 мм ² , соответственно). ²⁶ Неоднородность популяции пациентов с РС между двумя исследованиями также может способствовать объяснению этих результатов. Поэтому в будущих исследованиях следует более подробно изучить этот вопрос в начале заболевания, когда наличие сердечно-сосудистых рисков минимально.

Гипоперфузия нормального белого вещества, обычно обнаруживаемая у пациентов с РС, может быть частично связана с анатомическими различиями артериальной системы шеи, наблюдаемыми в настоящем исследовании. ²⁷ Ранее сообщалось о снижении мозгового кровотока как в нормальном белом, так и в сером веществе. ¹¹ Отчетливые перфузионные кластеры у пациентов с РС показали ассоциации локальной гипоперфузии и образования Т1-гипоинтенсивных поражений, что подчеркивает необходимость улучшения перфузии при восстановлении поражений. ²⁸ Наиболее важно то, что наблюдаемая при ГМ гипоперфузия в отсутствие потери объема указывает на то, что снижение перфузии головного мозга может быть временным предшественником развития атрофии головного мозга при РС. ²⁹ Несмотря на то, что появляется все больше свидетельств сосуществующей сосудистой патологии при РС, текущие исследования перфузии, как правило, включают небольшой размер выборки и ограниченный размер эффекта. Следовательно, при любой интерпретации прямой причинно-следственной связи следует проявлять осторожность.

Нейроваскулярное соединение — это физиологический механизм, ответственный за увеличение коркового кровотока из-за активации клеток. ³⁰ У здоровых людей это приводит к расширению сосудов головного мозга, которое компенсирует повышенную потребность в глюкозе и кислороде. ³¹ Гипокапническое исследование показало, что пациенты с РС не могут физиологически увеличивать церебральный кровоток, что, в свою очередь, приводит к глобальной диффузной гипоперфузии. ¹³ Эта аномалия ранее была связана как триггерный фактор для формирования поражения РС и может до некоторой степени объяснять нейродегенеративный аспект процесса болезни РС. ³² В целом, морфологические изменения шейных артерий, кровоснабжающих мозг, которые наблюдались в этом исследовании, могут быть следствием длительной гипоперфузии белого вещества / ГМ с нормальным внешним видом и нарушения цереброваскулярной реактивности, что приводит к ускоренной нейродегенерации при РС.

Альтернативное обратное объяснение уменьшения артериальной CSA, наблюдаемого в этом исследовании, может быть связано с увеличением инвалидности, что вызывает снижение физической активности у пациентов с MS. ⁴ Поскольку ухудшение инвалидности приводит к малоподвижному образу жизни, это в конечном итоге приведет к увеличению нагрузки на сердечно-сосудистую систему и сосудистым осложнениям. ⁴ Кроме того, меры по улучшению деятельности, связанной с резервами, и поддержанию напряженной деятельности привели к лучшим клиническим результатам и результатам РС, полученным с помощью МРТ. Хотя настоящее исследование не может ответить на вопрос, являются ли наблюдаемые морфологические изменения шейных артерий вторичными или первичными по отношению к процессу заболевания РС, будущие исследования должны расширить наши предварительные результаты на ранних и более поздних стадиях заболевания с использованием продольного дизайна исследования.

При сравнении размеров IJV между когортами MS и HC не было обнаружено различий между двумя группами на любом уровне шейки матки. Таким образом, наши результаты согласуются с несколькими недавними исследованиями MRV, показывающими отсутствие анатомических различий IJV между пациентами с MS и HC, ^33,34 , но в отличие от некоторых других исследований, показывающих противоположные результаты. ^26,35,36 Несколько недавних исследований показали, что CSA IJV имеет заметную изменчивость в своем течении через шею и усиливается сужением с возрастом. ^20,37

В нескольких исследованиях MRV использовалась для изучения распространенности и протяженности вторичных сосудов в шее у пациентов с рассеянным склерозом. Одно исследование показало повышенную частоту возникновения задних параспинальных коллатералей у пациентов с рассеянным склерозом. ³⁶ В другом исследовании наблюдалась тенденция к увеличению числа залогов, не связанных с IJV. ³⁵ Еще одно исследование показало отсутствие различий между пациентами с РС и HC во вторичных сосудах шеи с использованием 5 мм ² в качестве порогового значения для идентификации. ³³ Напротив, используя 2 мм ² в качестве отсечки в настоящем исследовании, мы показали, что пациенты с РС имели значительно повышенную частоту вторичных сосудов шеи и их CSA. В настоящем исследовании не использовалась фазово-контрастная визуализация, что не позволило нам охарактеризовать вторичные сосуды шеи по отношению к их артериальным или венозным компонентам; следовательно, повышенная частота вторичных сосудов шеи может свидетельствовать об артериальной или венозной коллатерализации. С другой стороны, большое исследование MRV с фазовым контрастом показало, что пациенты с РС имели более низкий IJV и более высокий параспинальный венозный кровоток по сравнению с HC. ³⁸ Хотя наше исследование не может ответить на этот вопрос, одна из возможных гипотез может заключаться в том, что уменьшенный размер сонной и позвоночной артерии, поступающей в ЦНС, может привести к вторичным механизмам артериальной компенсации.

Возраст — важный фактор в развитии изменений венозной гемодинамики шеи. В этом исследовании увеличение возраста показало связь с меньшим количеством вторичных сосудов в шейке HC. Кроме того, увеличение ИМТ показало связь со снижением частоты шейных сосудов, измеренных на всех уровнях как в группах MS, так и в HC.Влияние возраста и ИМТ на морфологические изменения IJV у здорового стареющего населения было описано ранее. ^20,39 Даже когда мы скорректировали вышеупомянутые факторы риска, когорта РС показала повышенную частоту вторичных сосудов шеи и ППС вторичных сосудов по сравнению с HC. Различия были наиболее значительными как на уровне C2 / C3, представляющем сосуды у основания черепа, так и на уровне C7 / T1, представляющем уровень верхнего грудного выхода.Следовательно, в то время как при HC мы обнаружили уменьшение количества вторичных сосудов с возрастом, эта связь отсутствовала у пациентов с MS; это открытие предполагает возможное влияние болезни на рекрутирование сосудов.

Дополнительная васкуляризация может быть вызвана либо повторяющейся гипоперфузией головного мозга, либо воспалительными факторами, участвующими в сложном ремоделировании уже существующих каналов, идущих вдоль основных артерий. ^40,41 Например, субпопуляция Т-хелперов 17 и интерлейкин 17 были связаны как важные факторы тяжести рассеянного склероза и как важный фактор неоваскуляризации. ⁴¹

Динамическое количественное определение потока вторичной сосудистой сети могло бы дополнительно помочь в понимании анатомических различий потока вторичных сосудов шеи, наблюдаемых в этом исследовании, предоставляя данные о потоке, а не чисто структурные измерения. Кроме того, текущая методика MRV времени пролета позволяет сегментировать только просвет сосуда, но не анатомическую CSA. Любые области двунаправленного потока, отсутствия потока и неоднородности потока могут привести к частично неточной оценке размера сосуда.Что касается гемодинамических свойств, измерение просвета CSA может быть лучшим анатомическим представителем, чем включение толщины стенки сосуда. Кроме того, исследования, связывающие морфологию сосудистой сети шеи с динамической перфузией мозга, дадут важный ответ на анатомическую и динамическую сосудистую роль этих сосудов в сложном патогенезе рассеянного склероза. Основным преимуществом исследования является использование большой сопоставимой выборки 1: 1 HC и пациентов с MS, что уменьшило потенциальную систематическую ошибку сравнения между двумя исследуемыми популяциями.Дополнительное продольное исследование с использованием фазового контраста и изучения атеросклеротической нагрузки должно дополнительно устранить ограничения текущего дизайна исследования. Поскольку это было обсервационное исследование, мы не делали поправок на множественные сравнения в нашем статистическом анализе. Таким образом, более масштабные продольные исследования должны подтвердить наши предварительные выводы.

Выводы

Пациенты с РС показали более низкую ППС сонных и позвоночных артерий и более высокую частоту вторичных сосудов шеи и их ППС по сравнению с ГК.Эти данные могут свидетельствовать о том, что воспалительные механизмы, которые присутствуют у пациентов с РС с самого начала, могут способствовать ускорению атеросклероза у пациентов с РС. Более высокая частота вторичных сосудов шеи может указывать на то, что уменьшенный размер сонной и позвоночной артерии, поступающей в ЦНС, может привести к формированию вторичных механизмов артериальной компенсации. Однако, прежде чем можно будет сделать окончательные выводы, необходимы дальнейшее воспроизведение и продолжение исследования.

Сноски

• Раскрытие информации: Кристофер Маньяно — НЕ СВЯЗАННО : Занятость : General Electric, Комментарии : независимо от работы, представленной в этой статье. Бьянка Вайншток-Гуттман — БЕЗ СВЯЗИ : Консультации : Biogen Idec, Teva Neuroscience, EMD Serono, Novartis, Genzyme & Sanofi, Genetech *; Гранты / ожидающие гранты : Biogen Idec, Teva Neuroscience, EMD Serono, Novartis, Genzyme & Sanofi *; Оплата лекций, включая услуги бюро докладчиков : Biogen Idec, Teva Neuroscience, EMD Serono, Novartis, Genzyme & Sanofi, Genentech.Роберт Зивадинов — ОТНОСИТЕЛЬНО : Консультации : Genzyme-Sanofi, Novartis; Гранты / ожидающие гранты : Genzyme-Sanofi, Intekrin-Coherus, Novartis, IMS Health *; Оплата лекций, включая услуги бюро докладчиков : Genzyme-Sanofi, Novartis *. * Деньги, выплаченные учреждению.

• Это исследование частично финансировалось Исследовательским фондом неврологических заболеваний Аннетт Фуничелло и внутренними ресурсами Аналитического центра нейровизуализации Буффало.Кроме того, мы получили поддержку от Фонда семьи Жакмен. Исследования, представленные в этой публикации, также частично финансировались Национальным центром развития трансляционных наук Национальных институтов здравоохранения в рамках гранта № UL1TR001412. Авторы несут полную ответственность за содержание, которое не обязательно отражает официальную точку зрения Национальных институтов здравоохранения.

• Поступила 23 мая 2017 г.
• Принята после доработки 17 августа 2017 г.

• © 2018 Американский журнал нейрорадиологии

Диаграммы площади поперечных сечений, Транспортная инженерия (TE), Engineering

Площадь поперечного сечения кабелепровода разного диаметра

Площадь в квадратных миллиметрах (1 дюйм = 25,381 мм)

Приведенные выше значения кабелепровода взяты из таблицы 4, глава 9 Национального электротехнического кодекса (NEC).

Сечения проводов различных типов и размеров

Единицы измерения площади указаны в квадратных миллиметрах (1 IN = 25.381 ММ)

Указанные выше значения петлевого детектора и кабеля светофора являются фактические размеры кабеля из материала, утвержденного NJDOT в соответствии с примечанием 5, глава 9 НИК.

Вышеуказанные значения нескольких проводов освещения и заземления взяты из таблицы 5 и таблицы 8 главы 9 NEC. (NEC)

жидкостей в движении | Безграничная физика

Расход и уравнение непрерывности

Расход жидкости — это то, сколько жидкости проходит через область за заданное время.

Цели обучения

Определение расхода на основе скорости и площади или прошедшего времени и обоснование использования непрерывности при выражении свойств жидкости и ее движения

Основные выводы

Ключевые точки

• Расход можно выразить либо через площадь поперечного сечения и скорость, либо через объем и время.
• Так как жидкости несжимаемы, скорость потока в область должна равняться скорости потока из области.Это известно как уравнение неразрывности.
• Уравнение неразрывности может показать, насколько увеличивается скорость жидкости, если она вынуждена течь через меньшую площадь. Например, если площадь трубы уменьшится вдвое, скорость жидкости увеличится вдвое.
• Хотя газы часто ведут себя как жидкости, они не несжимаемы, как жидкости, и поэтому уравнение неразрывности не применяется.

Ключевые термины

• несжимаемый : Невозможно сжимать или конденсировать.
• непрерывность : отсутствие прерывания или отключения; качество непрерывности в пространстве или времени.

Расход жидкости — это объем жидкости, который проходит через поверхность в заданную единицу времени. Обычно обозначается символом Q.

Уравнение непрерывности для жидкостей : Краткое введение в уравнение непрерывности для жидкостей.

Расход

Объемный расход определяется как

[латекс] \ text {Q} = \ text {v} * \ text {a} [/ latex],

, где Q — скорость потока, v — скорость жидкости, а a — площадь поперечного сечения пространства, через которое движется жидкость.Объемный расход также можно найти с помощью

[латекс] \ text {Q} = \ frac {\ text {V}} {\ text {t}} [/ latex]

где Q — расход, V — объем жидкости, а t — прошедшее время.

Непрерывность

Уравнение неразрывности работает в предположении, что входящий поток равен выходному. Это может быть полезно для решения многих свойств жидкости и ее движения:

Входящий поток = Выходящий : Используя известные свойства жидкости при одном условии, мы можем использовать уравнение неразрывности для определения свойств той же жидкости при других условиях.

[латекс] \ text {Q} _1 = \ text {Q} _2 [/ латекс]

Это может быть выражено разными способами, например: [латекс] \ text {A} _1 * \ text {v} _1 = \ text {A} _2 * \ text {v} _2 [/ latex]. Уравнение неразрывности применимо к любой несжимаемой жидкости. Поскольку жидкость не может быть сжата, количество жидкости, которая втекает на поверхность, должно равняться количеству, вытекающему с поверхности.

Применение уравнения непрерывности

Вы можете наблюдать действие уравнения неразрывности в садовом шланге.Вода течет по шлангу, и когда она достигает более узкого сопла, скорость воды увеличивается. Скорость увеличивается, когда площадь поперечного сечения уменьшается, и скорость уменьшается, когда увеличивается площадь поперечного сечения. Это следствие уравнения неразрывности. Если поток Q остается постоянным, когда площадь A уменьшается, скорость v должна увеличиваться пропорционально. Например, если сопло шланга составляет половину площади шланга, скорость должна удвоиться, чтобы поддерживать непрерывный поток.

5.1 Поток потока | Мониторинг и оценка

Поток или расход воды — это объем воды, который движется над заданной точкой за фиксированный период времени. Часто выражается в кубических футах в секунду (фут ³ / сек).

Расход ручья напрямую зависит от количества воды, уходящей с водораздела в русло ручья. На нее влияет погода, она увеличивается во время ливней и уменьшается в засушливые периоды.Он также меняется в разные сезоны года, снижаясь в летние месяцы, когда интенсивность испарения высока и прибрежная растительность активно растет и удаляет воду с земли. Август и сентябрь — обычно месяцы самого низкого стока для большинства ручьев и рек на большей части страны.

Забор воды для целей орошения может серьезно истощить сток воды, как и промышленный забор воды. Плотины, используемые для выработки электроэнергии, особенно сооружения, предназначенные для выработки электроэнергии в периоды пиковой потребности, часто блокируют течение потока, а затем выпускают его в виде скачка.

Расход зависит от объема и скорости воды. Это важно из-за своего воздействия на качество воды, а также на живые организмы и среду обитания в ручье. Крупные реки с быстрым течением могут получать сбросы загрязняющих веществ и подвергаться незначительному воздействию, в то время как небольшие реки обладают меньшей способностью разбавлять и разлагать отходы.

Скорость потока, которая увеличивается по мере увеличения объема воды в ручье, определяет виды организмов, которые могут жить в ручье (некоторым нужны участки с быстрым течением, другим нужны тихие бассейны).Это также влияет на количество ила и наносов, переносимых ручьем. Осадок, внесенный в тихие, медленно текущие потоки, быстро оседает на дно ручья. Быстро движущиеся потоки дольше удерживают осадок во взвешенном состоянии в толще воды. Наконец, быстро движущиеся потоки обычно имеют более высокий уровень растворенного кислорода, чем медленные потоки, потому что они лучше аэрируются.

В этом разделе описан один метод оценки потока в определенной области или на участке реки. Он адаптирован из методов, используемых несколькими программами мониторинга добровольцев, и использует поплавок (такой объект, как апельсин, мяч для пинг-понга, сосновая шишка и т. Д.) для измерения скорости потока. Расчет расхода включает решение уравнения, которое исследует взаимосвязь между несколькими переменными, включая площадь поперечного сечения потока, длину потока и скорость воды. Один из способов измерения расхода — решить следующее уравнение:

Задача 1 Подготовиться перед выездом на место отбора проб

См. Раздел 2.3 — Меры безопасности для получения подробной информации о подтверждении даты и времени отбора проб, соображениях безопасности, проверке расходных материалов, а также проверке погоды и направления. В дополнение к стандартному оборудованию для отбора проб и одежде, при измерении и расчете расхода, необходимо включать следующее оборудование:

• Шар из прочной струны, четыре колья и молоток для забивания кольев в землю.Трос будет натянут по ширине ручья перпендикулярно берегу в двух местах. Ставки заключаются в том, чтобы закрепить веревку на каждом берегу, чтобы сформировать линию разреза.
• Рулетка (минимум 20 футов)
• Водонепроницаемая линейка или другой прибор для измерения глубины воды
• Завязки-закрутки (для обозначения интервалов на нити линии трансекты)
• Апельсин и рыболовная сеть (чтобы вычерпать апельсин из ручья)
• Секундомер (или часы с секундной стрелкой)
• Калькулятор (опционально)

Задача 2 Выберите участок потока

Участок ручья, выбранный для измерения расхода, должен быть прямым (без изгибов), глубиной не менее 6 дюймов и не должен содержать области с медленной водой, например бассейн. Идеальны беспрепятственные перекаты или беговые дорожки. Выбранная длина будет равна L при решении уравнения потока. Двадцать футов — стандартная длина, используемая во многих программах. Измерьте свою длину и отметьте верхний и нижний конец, проведя линию разреза поперек ручья перпендикулярно берегу, используя веревку и колья (рис.5.4). Трос должен быть натянут и находиться у поверхности воды. Трансект выше по течению — это разрез №1, а нижний по течению — разрез №2.

Задача 3 Рассчитать среднюю площадь поперечного сечения

Площадь поперечного сечения (A в формуле) — произведение ширины ручья на среднюю глубину воды. Чтобы рассчитать среднюю площадь поперечного сечения для охвата исследуемого ручья, добровольцы должны определить площадь поперечного сечения для каждой трансекты, сложить результаты вместе, а затем разделить на 2, чтобы определить среднюю площадь поперечного сечения для участка протока.

Для измерения площади поперечного сечения:

1. Рисунок 5.5 Поперечный разрез для измерения ширины и глубины потока

2. Определите среднюю глубину вдоль трансекты, отметив равные интервалы вдоль струны с помощью скрученных стяжек. Интервалы могут составлять одну четвертую, половину или три четверти расстояния через ручей.Измерьте глубину воды в каждой точке интервала (рис. 5.5). Чтобы рассчитать среднюю глубину для каждого разреза, разделите сумму трех измерений глубины на 4. (Вы делите на 4 вместо 3, потому что вам нужно учитывать нулевые глубины, которые встречаются на берегу). В примере, показанном на Рисунке 5.6. , средняя глубина трансекты № 1 составляет 0,575 футов, а средняя глубина трансекты № 2 составляет 0,625 футов.
3. Определите ширину каждой трансекты, измерив расстояние от береговой линии до береговой линии.Просто сложите все интервалы ширины для каждого разреза, чтобы определить его ширину. В примере на Рисунке 5.6 ширина трансекты № 1 составляет 8 футов, а ширина трансекты № 2 — 10 футов.
4. Рассчитайте площадь поперечного сечения каждой трансекты, умножив ширину на среднюю глубину. Пример, приведенный на Рисунке 5.6, показывает, что средняя площадь поперечного сечения трансекты № 1 составляет 4,60 квадратных футов, а средняя площадь поперечного сечения трансекты № 2 составляет 6,25 квадратных футов.
5. Чтобы определить среднюю площадь поперечного сечения всего участка ручья (A в формуле), сложите среднюю площадь поперечного сечения каждой трансекты и затем разделите на 2.Средняя площадь поперечного сечения ручья на Рисунке 5.6 составляет 5,42 квадратных фута.

Задача 4 Измерение времени в пути

Добровольцы должны отсчитывать с помощью секундомера, сколько времени требуется апельсину (или другому объекту), чтобы проплыть от верхнего к нижнему разрезу. Апельсин — хороший объект для использования, потому что он обладает достаточной плавучестью, чтобы плавать чуть ниже поверхности воды. Именно в этом положении обычно возникает максимальная скорость.

Доброволец, позволяющий апельсину пройти на разрезе выше по течению, должен расположить его так, чтобы он протекал по самому быстрому течению.Часы останавливаются, когда оранжевый полностью проходит под линией разреза вниз по течению. Оказавшись под линией трансекты, апельсин можно вычерпать из воды с помощью рыболовной сети. Это измерение «времени в пути» должно быть проведено не менее трех раз, а результаты усреднены — чем больше испытаний вы сделаете, тем точнее будут ваши результаты. Усредненные результаты равны T в формуле. Рекомендуется размещать апельсин на разных расстояниях от берега, чтобы получить различные оценки скорости.Вам следует отказаться от любых попыток поплавка, если объект застрял в потоке (булыжниками, корнями, обломками и т. Д.).

Задача 5 Рассчитать расход

Напомним, что расход можно рассчитать по формуле:

Продолжая пример на рис. 5.6. скажем, среднее время путешествия оранжевого между трансектом №1 и №2 составляет 15 секунд, а дно ручья было каменистым. Расчет расхода:

Задача 6 Записать поток в форме данных

На следующей странице волонтеры могут использовать форму для расчета расхода ручья.

Фонд Adopt-A-Stream.