Pulse-wave reflection in elastic tubes

Abstract

Reflection of incident pressure and flow waves will occur at any discontinuity present in an elastic tube. This paper investigates the magnitude of the reflected waves produced by abrupt changes in the tube diameter and wall elasticity. The effect of these reflections on the proximal and distal pressure and flow waves is demonstrated together with the resultant effects on the hydraulic impedance. Experimental values of reflection coefficient are calculated from the impedance data and compared with those obtained from a theoretical model. The diagnostic significance of these findings is discussed.

Sommaire

La réflexion de la pression incidente et des ondes d'écoulement se produira en tout point de discontinuité présent dans un tube élastique. L'article examine l'importance des ondes réfléchies produites par de brusques variations du diamètre du tube et de l'élasticité de la paroi. Les effets de ces réflexions sur la pression proximale et distale et les ondes d'écoulement sont démontrés conjointement avec les effets résultants sur l'impédance hydraulique. Les valeurs expérimentales du coefficient de réflexion sont calculées à partir des données d'impédance et comparées à celles obtenues à partir d'un modèle théorique. L'importance diagnostique de ces résultats est étudiée.

Zusammenfassung

Bei allen Uterbrechungen in elastischen Röhren tritt eine Reflektion der anfallenden Druck- und Strömungswellen auf. In diesem Aufsatz wird die Stärke der reflektierten Wellen untersucht, die durch abrupte Änderungen im Röhrendurchmesser und in der Wandelastizität verursacht werden. Die Wirkung dieser Reflektionen auf die proximalen und distalen Druck- und Strömungswellen wird zusammen mit den sich auf die hydraulische Impedanz ergebenden Wirkungen gezeigt. Die Experimentalwerte des Reflektionskoeffizienten werden aus den Impedanzdaten errechnet und mit den vom theoretischen Modell erhaltenen Daten verglichen. Die diagnostische Bedeutung dieser Feststellungen wird besprochen.