Обвитие по типу портупеи: Вопрос задает – Аня, — вопрос-ответ от специалистов клиники «Мать и дитя»

Содержание

Нить жизни, обвитие по типу портупеи

Все, что вы хотели знать о пуповине, но боялись спросить

Что такое пуповина?
Пупочный канатик — это анатомическое образование, соединяющее плод с плацентой, а через нее — с организмом матери. Формируется пуповина к концу первого триместра беременности. По консистенции напоминает густой гель или желе, внутри которого проходят две артерии и одна вена. По ним к малышу доставляются кислород и питательные вещества, а обратно выводятся продукты обмена и углекислый газ. Иногда пуповина содержит не 3, а 2 сосуда: это требует более пристального врачебного наблюдения, в том числе и при помощи УЗИ.
Толщина пуповины при рождении доношенного ребенка — 1-1,5 см.

Больно ли ребенку, когда перерезают пуповину?
Пуповина не содержит нервных окончаний и болевых рецепторов. Поэтому любые манипуляции с ней безболезненны и не доставляют дискомфорта новорожденному. Его первый крик — это реакция на непривычную среду, расправляющиеся легкие, прикосновение холодного металла и запах антисептиков.

Что такое короткая пуповина?
Длина пуповины предопределяется генетически: она равна длине пуповины, связывавшей будущую маму с организмом ее собственной матери. В норме длина равна росту ребенка при рождении, т.е. около 50 см. Допустимы отклонения в 5 см в ту или иную сторону. Абсолютно короткой считается пуповина меньше 40 см, абсолютно длинной — более 70. И то, и другое может создать проблемы во время родов. Так, при короткой пуповине ребенка сложно сразу выложить на живот матери и дождаться окончания пульсации пуповины, прежде чем ее перерезать. Иногда короткая пуповина мешает ребенку выйти наружу, и врач проводит разрез промежности, чтобы помочь крохе родиться. Длинная пуповина чаще склонна к образованию узлов и обвитию.

Опасно ли обвитие пуповины?
Обвитие пуповиной встречается во время каждой четвертой беременности. Чаще всего оно происходит вокруг шеи, реже — вокруг конечности плода. Встречается и комбинированное обвитие: ребенок может «запутаться» в канатике так, что он станет напоминать портупею.
Почему возникает обвитие? Наиболее вероятная причина — кислородное голодание, заставляющее ребенка двигаться в матке интенсивнее и «накручивать» пуповину на себя. Переизбыток адреналина в крови женщины тоже может стать предпосылкой: малыш «беспокоится» и движется сильнее. На УЗИ обвитие распознается с 17 недель, но патологией оно не считается и при грамотном ведении родов особых проблем не создает. До 37 недель об обвитии женщине могут не говорить: ведь малыши умеют «распутываться». Однако если обвитие стойкое, женщине рекомендуют пройти допплерометрию и КТГ: они проверяют интенсивность кровотока в сосудах пуповины, определяют сердечный ритм малыша и помогают выяснить, не страдает ли плод от гипоксии.

Обвитие в большинстве случаев не является показанием к кесареву сечению: до рождения ребенок не дышит легкими, и легкое сдавливание шеи ему не вредит. Но двойное или многократное тугое обвитие чревато гипоксией и асфиксией, а также преждевременной отслойкой плаценты. Поэтому, если УЗИ показывает наличие такого обвития на сроке свыше 37 недель, женщине предлагают оперативное родоразрешение. Если при обвитии женщина рожает естественным путем, ей важно слушать команды акушерок во время изгнания плода. Когда акушерка скажет не тужиться, нужно сдержать потуги: в это время врач снимет петли пуповины с шеи малыша.

Опасны ли узлы на пуповине?
Узлы пуповины бывают истинными или ложными. Ложный — это варикозное расширение одного из сосудов или участок его перекручивания. Кровоснабжение в этом случае не страдает, и опасности для ребенка нет. Истинный узел встречается в 2% случаев. Образуется он на ранних сроках беременности, когда ребенок мал и может проскользнуть в колечко пуповины. Если такой узел затянется во время родов, прекратится поступление кислорода к ребенку. Истинный узел — показание к плановому кесареву сечению.

От чего зависит красота пупка?
Не от мастерства акушерки, «завязывающей» пупок, как думают многие мамы. Пуповина заканчивается кожным колечком, которое бывает разной высоты. После отпадания пупочного остатка оно втягивается внутрь, а пупочная ранка эпителизируется и становится такой же, как окружающая ее кожа. При слабых мышцах брюшного пресса у ребенка может возникнуть пупочная грыжа, деформирующая пупок и требующая специального лечения. Отсекание пуповины происходит в два приема (со строжайшим соблюдением правил асептики и антисептики). Пуповину обрабатывают дезинфицирующим раствором, ждут прекращения пульсации, а затем накладывают зажимы: один на расстоянии 10 см от пупочного кольца, другой — отступив 2 см кнаружи от первого. Пуповину между зажимами перерезают стерильными ножницами. Ребенка переносят на пеленальный столик для обработки пуповинного остатка. Детский конец пуповины протирают дезинфицирующим раствором и туго отжимают между пальцами. С помощью специальных щипцов на пуповину накладывают стерильную металлическую скобку Роговина, конец пуповинного остатка отсекают на расстоянии 0,5-0,7 с от верхнего края скобки. Пупочную рану вновь дезинфицируют.

В первые дни после рождения культя пуповины набухает и становится студнеобразной, а затем начинает подсыхать, сморщиваться и отпадает через несколько дней (от 3 до 10). На ее месте образуется пупочная ранка, которую нужно продолжать обрабатывать во избежание инфицирования.

Как ухаживать за пупком новорожденного?
Поводом для немедленного обращения к врачу может служить появление запаха, выделений (обильных прозрачных, кровянистых, гнойных), покраснение и отек прилегающей к культе или пупочной ранке кожи. Не рекомендуется прикрывать пупочную ранку до полного заживления одноразовыми подгузниками (у некоторых подгузников имеется специальный вырез спереди). Также следите, чтобы пеленки и распашонки не раздражали ранку. Одежду, соприкасающуюся с ней, кипятите и проглаживайте с двух сторон. Пока пупочная ранка не зажила, купайте ребенка в кипяченой воде. Не стоит подкрашивать воду марганцовкой: во-первых, легко переборщить с концентрацией, во-вторых, марганцовка пересушивает всю кожу малыша. После купания производится обработка ранки раствором перекиси водорода. Заживление занимает около 2 недель.


Анна Гришина, неонатолог,
мама 3-летней дочери

Важно
Одна из примет беременности гласит, что будущей маме нельзя вязать: это приведет к обвитию пуповины или возникновению узлов на ней. На самом деле, никакой взаимосвязи между этими двумя фактами нет. Обвитие — довольно частое явление, а женщины раньше все поголовно занимались рукоделием. Узлы и петли пуповины легче всего было «списать» на похожее хобби.

Можно ли избежать обвития?
Чем больше кислорода поступает к ребенку, тем лучше он развивается, тем менее хаотично движется. Поэтому очень полезны многочасовые прогулки на свежем воздухе, дыхательные упражнения и посильная гимнастика. Откажитесь на время беременности от экстремальных видов отдыха и спорта, а также от просмотра фильмов ужаса и триллеров — все это вызывает резкий выброс адреналина в кровь. Постарайтесь не нервничать и всячески избегать стрессов, по аналогичной причине. Если уж узел или обвитие были диагностированы, не прибегайте к народным средствам и сомнительным упражнениям: пользы это не принесет.

Совершенствование диагностики и родоразрешения при патологии пуповины плода

Дагестанская государственная медицинская академия, г. Махачкала

Одной из главных проблем современного акушерства является снижение перинатальной заболеваемости и смертности. Патология пуповины в 21–65% случаев является непосредственной причиной мертворождаемости, ранней детской смертности и заболеваемости новорожденных. Причины возникновения патологии пуповины изучены недостаточно. Несмотря на научно-технический прогресс в акушерстве, диагностика патологии пуповины несовершенна. Кроме того, высокая распространенность гипоксически-ишемических повреждений мозга, возникающая вследствие интранатальной гипоксии при данной патологии, свидетельствует об отсутствии четких критериев выбора акушерской тактики при этом осложнении беременности.

Более 75% случаев перинатальной смертности связано с гипоксией плода, асфиксией новорожденного и внутричерепной травмой гипоксического генеза, обусловленной патологией пуповины. В 60–70% случаев соматические и нервно-психические заболевания детей и взрослых имеют гипоксический генез.

Частота патологии пуповины (в популяции) колеблется от 4,8 до 38,4%. К патологии пуповины относят обвитие вокруг частей тела плода, истинный узел, короткую пуповину, патологию сосудов. Наиболее диагностируемой патологией при ультразвуковом исследовании является обвитие пуповиной шеи плода, которое может привести как к внутриутробному страданию плода, так и к осложненному течению родового акта. По данным разных авторов, частота его колеблется от 15 до 38% и в 7,7–21,4% случаев является причиной асфиксии новорожденного, в 1,7–4,3% – причиной мертворождаемости и в 1,5–1,6% – постнатальной смертности. У детей, родившихся с тугим обвитием пуповины, признаки хронической гипоксии выявляются в 2 раза чаще, а признаки острой гипоксии – в 11 раз. Частота кесарева сечения в случае обвитая пуповины достигает 56%. Наиболее часто оно бывает однократным (74–82% случаев), реже – двукратным (в 16% наблюдений). В литературе описаны случаи 6–9 -кратного обвитая пуповиной вокруг шеи плода. Исход родов для плода зависит от своевременной диагностики этой патологии. Относительная короткость пуповины, возникающая в результате многократных обвитий вокруг шеи и/или тела плода, приводит к увеличению частоты преждевременных родов, преждевременной отслойки плаценты. При многократном обвитие пуповиной шеи плода по типу портупеи риск развитая у новорожденного дистресс-синдрома увеличивается до 51%. Кроме того, относительная короткость пуповины в результате тугого обвития может стать причиной тромбоза артерий пуповины. Одним из частых осложнений родового процесса при патологии пуповины являются затяжные роды (7,4–9,5%) в результате длительного продвижения предлежащей части по родовым путям, что вызывает удлинение второго периода родов, и как следствие этого – гипоксия плода и асфиксия новорожденного.

Полный текст статьи:
Читать полный текст статьи в формате pdf

Почему-то все боятся этого самого обвития, поэтому вынесу его в…: inling — LiveJournal

Почему-то все боятся этого самого обвития, поэтому вынесу его в отдельный пост.

Итак. Пуповина — это основа жизни малыша до момента его рождения. От того, насколько хорошо она пропускает кровь и растворённый в ней кислород, зависит всё его существование.

Малыш в утробе всё время движется, поэтому около 30% детей рождаются с той или иной степенью обвития пуповины. Не обязательно это одиночная петля. Может быть двойная или «половинная» — по типу шарфика-боа или портупеи. Иногда обвиваются ножки или туловище.

Во время беременности обвитие пуповины, как правило, не опасно. Околоплодные воды надёжно предотвращают сдавление пуповины и она прекрасно исполняет свою функцию.

Тут отмечу одну особенность. Внутриутробная пуповина — это довольно упругое образование, которое не так-то просто сдавить. Она всё время находится в воде и покрыта скользкой слизистой. Внутри неё течёт жидкость под небольшим, но давлением. Поэтому истинные узлы пуповины — довольно редкое, т.к. его довольно сложно создать (представьте, ребёнку нужно проскользнуть в петлю, да ещё и затянуть её за собой). Истинные узлы всегда встречаются при аномально-длинной пуповине. Диагностировать истинный узел практически невозможно. Если только он случайно попадёт в поле зрения аппарата допплера. Иногда истинные узлы обнаруживают уже после родов или после КС, проведённого из-за других причин (чаще всего — фетоплацентарной недостаточности или гипоксии плода). Лечить истинные узлы также невозможно, разве что экстренно провести КС.

Часто именно с истинным узлом пуповины связана внезапная гибель малыша в утробе. Предотвратить её в этом случае практически невозможно, т.к. невозможно всю беременность ходить с аппаратом Допплера на животе.

Существуют также ложные узлы пуповины. Это аномальное расположение сосудов внутри пуповины в виде изгибов и петелек, которое на УЗИ видится как узел. Чаще всего ложные узлы являются случайной находкой и сами по себе опасности не представляют. Но они могут быть симптомом аномального строения плаценты или пуповины.

Обвитие пуповины вокруг шеи малыша во время беременности само по себе не представляет опасности. Многие мамы боятся, что пуповина может задушить малыша в утробе. Однако они забывают, что внутриутробные младенцы не дышат лёгкими, соответственно, сдавление горла для них не опасно. Скорее уж может быть опасно сдавление пуповины, если её петля зажмётся между головкой и стенкой таза. Но при целом околоплодном пузыре это крайне маловероятно.

Однако обвитие во время беременности может способствовать некоторым нежелательным ситуациям. В первую очередь это неправильное положение малыша (тазовое, косое, поперечное) и разгибательные предлежания (из-за невозможности согнуть головку). Поперечное положение и азовое предлежание легко диагностируется при обычном акушерском осмотре. С разгибательными предлежаниями сложнее. Хотя опытный акушер их также может диагностировать, чаще они обнаруживаются только в родах (т.к. пока малыш не начал опускаться в таз, его головка не разгибается.

Если имеется устойчивое неправильное положение, то обвитие пуповины является противопоказанием для наружного поворота малыша. Это нужно учитывать, если мама планирует такой поворот. По большому счёту, даже «специальные упражнения» для поворота делать нежелательно, т.к. обвитая пуповина может натянуться. А вот самостоятельный поворот чаще всего проходит благополучно, т.к. ребёнок не будет поворачиваться, если это мешает ему дышать.

Наличие обвития в 30-32 недели (когда его чаще всего обнаруживают по УЗИ) совершенно не означает его наличия в родах. Как и отсутствие обвития по УЗИ не означает его отсутствия в родах. Я видела и случаи, когда дети, кому ставили в 30 недель обвитие (и даже двойное-тройное) к родам благополучно раскручивались. Видела и обратное: когда в беременность обвития не ставили, а в родах оно было (так родилась моя старшая дочка Зоя).

Чаще всего обвитие образуется в последние дни беременности или уже в родах, когда малыш проворачивается, пытаясь вставить головку в таз мамы.

В родах обвитие пуповины может быть опасно тем, что:
— не даёт головке малыша вставиться в таз из-за разгибательного положения,
— из-за предыдущей причины может не быть разделения передних и задних вод, поэтому возможно преждевременное их отхождение (и во время этого отхождения петля пуповины может выплыть вместе с водами и быть сдавленной между тазом и головкой). Именно поэтому крайне важно пытаться сохранять околоплодные воды как можно дольше, не нарываться на амниотомию без показаний, не болеть влагалищными инфекциями, не курить — всё это способствует преждевременному отхождению вод.
— при прохождении малыша через родовые пути пуповина натягивается и вот тут-то она может быть сдавлена (если обвития нет, пуповина идёт за малышом и входит в таз когда он уже головкой торчит наружу
— при обвитии пуповины чаще может возникнуть дистоция плеч (т.к. пуповина увеличивает объём плечевого пояса и затрудняет разворот).

Однако, в большинстве случаев обвитая пуповина никак не мешает малышу родится и просто существует как строчка в диагнозе.

Что из перечисленного мы можем распознать заранее и предотвратить.

Внутриутробные обвития не распознаваемы. Однако нарушения кровотока могут привести к задержке роста плода (она обнаруживается регулярным измерением высоты дна матки и оценкой гравидограммы, причём это можно делать хоть каждую неделю самой дома) и к гипоксии (признаки гипоксии слышит акушерка по изменениям сердцебиения плода). Саму пуповину тоже иногда слышно трубочкой, но без нарушения кровотока шум пуповины не является показанием к каким-либо действиям.

При диагностике гипоксии обвитие можно уточнить при помощи допплера (лучше — ЦДК, цветного допплеровского картирования). Каждой женщине подряд эта процедура не нужна (т.к. является довольно болезненной для малыша: кости при ЦДК нагреваются до 5 градусов, ткани — до 2,5 градусов), но если подозрения на нарушение кровотока — её проводят.

Разгибательное положение видно только в родах. Либо при наружном и влагалищном осмотре, либо по замедлению самих родов. Если нет искусственной стимуляции родов, то роды в разгибательном положении просто непойдут и диагноз будет звучать «клинически узкий таз», а не «обвитие».

Сдавление пуповины видно по КТГ или по изменению сердцебиения при выслушивании трубочкой. При обнаружении сдавления решение принимают в зависимости от стадии родов. Если головка уже на выходе — просто стараются родить быстрее и быть готовыми к реанимации, если что (но чаще всего реанимация не нужна, т.к. это уже самые заключительные стадии родов, и бескислородный период редко превышает несколько минут, ребёнок к этому приспособлен). В данном случае особенно важно выдержать предпотужную паузу и не начать тужиться раньше времени, т.к. в этом случае потуги могут растянуться. Важна также удобная и физиологичная поза во время потуг.
Если сдавление обнаруживается до момента прохождения головкой «точки невозврата», то желают экстренное кесарево.

Если обвитие обнаруживается уже «на выходе», то тактика может быть разной. Чаще всего акушерка просто следит, чтоб пуповинка пульсировала (это значит, что кровь по ней идёт), не натягивалась и не порвалась. Длины средней пуповины хватает для того, чтоб малыш родился. Правда невозможно заранее определить, «средняя» пуповина или короткая. Но поскольку это всё происходит за пару минут до рождения, малыш может себе позволить даже кратковременное сдавление-натяжение.

Иногда, если пуповина слишком натянулась или мешает повороту младенца, её придерживают или снимают. Иногда даже разрезают (чаще при многократном обвитии), но в этом случае младенца нужно вытужить рекордно быстро, т.к. он в этот момент без кислорода. Тут не до сантиментов: оправданы и окситоцин, и эпизиотомия, т.к. счёт на минуты.

Вот так вот. Хотела пару слов написать, а вышла полноценная статья:)
На мой взгляд, обвитие пуповины — это не самая сложная акушерская ситуация, и при отсутствии других проблем большинство деток справляются с ней без посторонней помощи или с минимальной помощью.

трехмерная эхография в акушерстве — Стр 16

diagnosis of placenta previa accreta // Ultrasound Obstet. Gynecol. 1996. V. 8. Suppl. 1. P. 78.

23.Юдина Е.В., Медведев М.В. Дородовая уль тразвуковая диагностика приращения пла центы с использованием цветового доппле ровского картирования: клинические на блюдения и обзор литературы // Ультра звук. Диагн. Акуш. Гин. Педиат. 2001. № 4. С. 253–259.

24.Hull A.D., Salerno C.C., Saenz C.C., Pretorius D.H. Three dimensional ultrasonography and diagnosis of placenta percreta with bladder involvement // J. Ultrasound Med. 1999. V. 18. P. 853–856.

25.Chou M.M., Tseng J.J., Ho E.S.C., Hwang J.I. Three dimensional color power Doppler imaging in the assessment of uteroplacental neovascularization in placenta previa increta percreta // Am. J. Obstet. Gynecol. 2001. V. 185. P. 1257–1260.

26.Chou M.M., Tseng J.J., Ho E.S.C. The application of three dimensional color power Doppler ultrasound in the depiction of abnormal uteroplacental angioarchitecture in placenta previa percreta // Ultrasound Obstet. Gynecol. 2002. V. 19. № 6. P. 625–627.

27.Гажонова В.Е. Ультразвуковая диагности ка в гинекологии. М.: МЕДпресс информ, 2005. 264 с.

28.Ghezzi F., Raio L., Di Naro E. et al. First trimester umbilical cord diameter: a novel marker of fetal aneuploidy // Ultrasound Obstet. Gynecol. 2002. V. 19. P. 235–239.

29.Rembouskos G., Cicero S., Papadopoulos V. et al. Umbilical cord diameter at 11–14 weeks of gestation: relation to chromosomal defects // Ultrasound Obstet. Gynecol. 2004. V. 23. P. 237–239.

30.Morgan B.L.G., Ross M.G. Umbilical Cord Complications // www.emedicine.com, 2003.

31.Geipel A., Germer U., Welp T. et al. Prenatal diagnosis of single umbilical artery: determination of the absent side, associated anomalies, Doppler findings and perinatal outcome // Ultrasound Obstet. Gynecol. 2000. V. 15. P. 114–117.

32.Юдина Е.В. Ультразвуковые пренатальные маркеры хромосомных аномалий во втором триместре беременности: Дисс. … докт. мед. наук. М., 2003.

33.Jones T.B., Sorokin Y., Bhatia R. et al. Single umbilical artery: accurate diagnosis? // Am. J. Obstet. Gynecol. 1993. V. 169. P. 538–540.

34.Catanzarite V.A., Hendrics S.K., Maida C. et al. Prenatal diagnosis of the two vessel: implications for patient counselling and obstetric management // Ultrasound Obstet. Gynecol. 1995. V. 5. № 2. P. 98–105.

35.Jones I. A truly knotted cord // Aust. N.Z. J. Obstet. Gynaecol. 1998. V. 38. № 1. Р. 98–99.

36.Рябов И.И., Николаев Л.Т. Истинные узлы пуповины: диагностика, наблюдение, исхо ды // Ультразвук. Диагн. Акуш. Гин. Педи ат. 2000. № 2. С. 105–110.

37.Sherer D.M., Dalloul M., Zigalo A. et al. Power Doppler and 3 Dimensional Sonographic Diagnosis of Multiple Separate True Knots of the Umbilical Cord // J. Ultrasound Med. 2005.

V.24. P. 1321–1323.

38.Duchatel D. False knot cord // www.theFetus.net

39.AirasU.,HeinonenS.Clinicalsignificanceoftrue umbilical knots: a population based analysis // Am. J. Perinatol. 2002. V. 19. № 3. Р. 127–132.

40.РомероР.,ПилуД.,ДжентиФ.идр.Пренаталь ная диагностика врожденных пороков разви тия плода. М.: Медицина, 1994. С. 388–402.

41.Медведев М.В., Юдина Е.В. Дифференци альная ультразвуковая диагностика в аку шерстве. М.: Видар, 1997. С. 302.

42.QuinteroR.,SepulvedaW.,RomeroR.etal.Cord, velamentousinsertion//www.theFetus.net,1992.

43.Eddleman K.A., Lockwood C.J., Berkowitz G.S. et al. Clinical significance and sonographic diagnosis of velamentous umbilical cord inser tion // Am. J. Perinatol. 1992. V. 9. P. 123–126.

44.Heinonen S., Ryynanen M., Kirkinen et al. Perinatal diagnostic evaluation of velamentous umbilical cord insertion: clinical, Doppler and ultrasonicfindings//Obstet.Gynecol.1996.V.87.

P.112.

45.Catanzarite V., Maida C., Thomas W. et al. Prenatal sonographic diagnosis of vasa previa: ultrasound findings and obstetric outcome in ten cases // Ultrasound Obstet. Gynecol. 2001. V. 18. № 2. Р. 96–99.

46.Lee W., Kirk J.S., Comstock C.H., Romero R. Vasa previa: prenatal detection by three dimensional ultrasonography // Ultrasound Obstet. Gynecol. 2000. V. 16. Р. 384–387.

Пуповина — дорога жизни | Lisa.ru

Прежде всего познакомимся (заочно, конечно же) с ее строением, которое складывается из двух артерий (как ни странно, в пуповине все перепутано: по артериям течет венозная кровь, насыщенная отработанными продуктами и двигающаяся от ребенка к телу матери) и одной вены (а это уже кровеносный сосуд, идущий от мамы к малышу и несущий, соответственно, богатую кислородом и полезными веществами артериальную кровь).

Вдоль них идут нервные волокна, а снаружи все эти «проводочки» окружены специальным студнеобразным веществом, выполняющим предохранительную роль от сдавливания. Самой верхней оболочкой пуповины служит амнион, или, иначе, амниотическая оболочка. Пупочный канатик обычно имеет синеватый цвет, блестящую поверхность и спирально закручен (нормой считается левый вектор закручивания — кстати, в природе вообще многие структуры тяготеют к левой стороне).

Одним концом пуповина крепится к животику малыша, а другим — к плаценте, и здесь могут быть варианты: чаще всего это происходит в центральной части плаценты (медики говорят «центральное прикрепление» — это относится к норме), реже — сбоку (боковое прикрепление) или даже у ее края (краевое прикрепление).

Такое относительно простое строение пуповина «получает» уже на 2–3-й неделе беременности — именно тогда она начинает формироваться и какое-то время растет и развивается вместе с малышом. К сожалению, даже такое несложное образование может получить в результате своего формирования определенные ошибки и нарушения. Перечислим основные из них.

Пуповина: паталогии

Как правило, почти все патологии пуповины чреваты одним и тем же — нарушением кровоснабжения ребенка. В первую очередь это сказывается на снабжении кислородом тканей и органов малыша, а самым чувствительным к недостатку главного жизненного газа оказывается нервная ткань — клетки мозга.

Пуповина: недостаточная длина пуповины

Врачи могут поставить диагноз „абсолютно короткая” (когда укорочение происходит на самом деле, тогда размеры составляют менее 40 см) или „относительно короткая” (также говорят „ложное укорочение” — в этом случае физическая длина канатика остается нормальной, но из-за обвития относительный размер его свободного конца уменьшается, или же это происходит из-за наличия истинных узлов —
см. пункты 3 и 4). Кстати, во втором случае общая длина пуповины, напротив, может быть слишком большой (более 70 см), из-за чего и происходит запутывание младенца в ее излишней длине. Вторая причина ложного укорочения — в гипоксии плода, что ведет к его чрезмерной двигательной активности и, как следствие, к обвитию в кольцах пуповины.

Осложнения короткой пуповины очевидны: из-за слишком малой длины движение ребенка по родовым путям затруднено и сопряжено с опасностью отрыва (отслойки) плаценты и разрыва самой пуповины.

Пуповина: избыточная длина

Как мы уже выяснили, она тоже нежелательна, так как чревата, например, обвитием, образованием истинных узлов и выпадением петель при излитии околоплодных вод.

Пуповина: обвитие

Иногда эта патология может быть не связана с длиной пуповины (она встречается и при нормальных размерах, а также, как мы теперь знаем, и при ее укорочении или удлинении). В отдельных случаях, если петли лежат свободно и не сдавлены, на состоянии плода этот факт никак не сказывается вплоть до самых родов. И только тугое обвитие может быть по-настоящему опасным, когда ребенок страдает от сильнейшего нарушения кровообращения и гипоксии.

В диагнозе могут встретиться следующие уточнения обвития: изолированное (то есть пуповина обмоталась вокруг какой-то одной части тела плода — например, ручки), комбинированное (здесь уже задействовано несколько мест), тугое (весьма нежелательное, так как в этом случае может страдать кровообращение) и нетугое (почти неопасное для малыша; негативные последствия могут дать о себе знать только во втором периоде родов или не сказаться вовсе). Также врачи могут отметить кратность обвития (медицинский рекорд отмечен у малыша, сумевшего обмотать вокруг себя пупочный канатик целых 9 раз!).

Одним из часто отмечаемых типов обвития является однократное нетугое обвитие вокруг шеи ребенка — частота встречаемости составляет 20–30 % всех родов и, как правило, никак не сказывается на здоровье и дальнейшем развитии малыша. Также иногда уже после родов мамочки могут узнать, что малыш родился с обвитием по типу портупеи или по типу вожжей — таким иносказательным языком с налетом военной и кавалерийской романтики врачи обозначают определенные категории обматывания пупочного канатика вокруг тела малыша. Так, первое определение касается петель пуповины, расположенных на бедре и противоположном плече крохи, а второе дается, когда она проходит под мышками малыша. Согласитесь, названия даны точные, отражающие самую суть!

Пуповина: наличие истинных и ложных узлов

На пуповине, как на веревочке, может завязаться узел — они бывают разные по причинам и совершенно неодинаковы по последствиям для плода и матери. Ложные узлы представляют собой локальные утолщения пуповины из-за варикозного расширения вены или скопления студнеобразного вещества. Они неопасны, так как не влияют на развитие плода и процесс родов. Пожалуй, из всех возможных нарушений развития пуповины они являются самыми «желательными». А вот истинные узлы пуповины образуются на ранних сроках беременности, когда плод еще настолько мал, что может проскочить через петлю пуповины. Истинные узлы пуповины могут неблагоприятно повлиять на исход родов: при натяжении пуповины такой узел затягивается, прекращается нормальное кровообращение по сосудам, и малыш оказывается фактически без снабжения кислородом раньше положенного срока. В этом случае возникает острая гипоксия плода, требующая немедленного вмешательства.

Пуповина: отсутствие одной артерии

Одновременно с этим нарушением пуповина тонкая, короткая, как правило, не имеет витков. Прогноз при таком диагнозе иногда бывает неблагоприятным — у плода могут отмечаться различные пороки развития или преждевременное начало родов. Если врач УЗИ обнаружил вместе с этой патологией другие признаки врожденных пороков развития плода, женщину могут направить на консультацию генетика, чтобы исключить хромосомные аномалии.

Пуповина: неправильное прикрепление

Сюда относят краевое (беременность и роды протекают без осложнений) и оболочечное прикрепление (пуповина в данном случае прикрепляется не к самой плаценте, а к плодным оболочкам на некотором расстоянии от ее края). Вторая разновидность прикрепления опасна тем, что в родах может произойти разрыв сосудов, не имеющих защиты студнеобразным веществом. Это приведет к острому недостатку кислорода и создаст угрозу для жизни ребенка. Кроме того, при оболочечном прикреплении пуповины повышен риск задержки роста плода, а также преждевременных родов.

Гипо- (малое число завитков пуповины) и гиперизвитость (напротив, количество витков сосудов превышает норму)

Оба состояния обычно сопряжены с различными нарушениями развития плода и общего протекания беременности — например, преждевременными родами, задержкой развития плода и прочими неприятностями.

Тощая пуповина — так обозначают недостаточно развитый пупочный канатик, имеющий в среднем толщину менее 1,4 см (или, иначе, удельную массу менее 0,5 г/см).

Из перечисленных наиболее частыми нарушениями являются абсолютно короткая пуповина и обвитие пуповины вокруг шеи, туловища и конечностей плода. Как правило, специальных методов лечения указанных изменений не разработано. Только в случае острой гипоксии плода могут назначить экстренное родоразрешение.

Пуповина: причины патологий

Что касается причин появления указанных нарушений, то их множество. Это и химические факторы (в том числе наличие нежелательных веществ, находящихся в нашей пище, потому
следить за питанием надо с особой тщательностью), и неправильный образ жизни матери (сюда относится курение и злоупотребление алкоголем; также чересчур интенсивные, до изнеможения, занятия спортом или экстремальными его видами могут спровоцировать такие нарушения, как обвитие пуповиной, вследствие выброса адреналина в кровь матери), ее острые и хронические заболевания (сахарный диабет), генетическая предрасположенность, воздействие радиации.

Пуповина: контроль за состоянием

Набор исследований для контроля за состоянием пупочного канатика не так широк, как хотелось бы, и, как правило, позволяет только предположить наличие каких-либо осложнений, но не утверждать об их стопроцентном присутствии. Самым доступным и распространенным способом изучения пуповины является ультразвуковое сканирование, позволяющее выявить такие аномалии пуповины, как неправильное развитие сосудов, наличие истинных и ложных узлов, обвитие плода пуповиной. Также УЗИ позволяет четко идентифицировать ее прикрепление. А вот длину во время беременности определить практически невозможно, хотя, как мы увидели выше, этот параметр имеет важнейшее значение для матери и ребенка во время естественных родов.

Врачи могут назначить более информативное допплерометрическое (допплерографическое) исследование, в ходе которого можно изучить движение крови по сосудам — в том числе и пуповинным. Непосредственно во время родов используют метод кардиотокографии (КТГ), что позволяет следить за сердечком мамы и малыша.

Но вот самое важное произошло — малыш появился на свет, пуповина продолжает „работать” еще некоторое время после этого момента. После рождения ребенка пуповина перерезается, и на ближний к будущему пупочку участок накладывается скобка или лигатура. Сейчас общеизвестно, что в интересах новорожденного и его мамы нужно дождаться окончания пульсации пуповины (около 3–5 минут) — признак, что свою функцию она выполнила полностью. Преждевременное перерезание пуповины чревато
тем, что малыш недополучит необходимое ему количество крови, что в дальнейшем может привести к анемии железодефицитного типа.

Текст: Ольга Соболева, кандидат биологических наук

причины и последствия. Почему происходит обвитие плода пуповиной

Все, что вы хотели знать о пуповине, но боялись спросить

Что такое пуповина?
Пупочный канатик — это анатомическое образование, соединяющее плод с плацентой, а через нее — с организмом матери. Формируется пуповина к концу первого триместра беременности. По консистенции напоминает густой гель или желе, внутри которого проходят две артерии и одна вена. По ним к малышу доставляются кислород и питательные вещества, а обратно выводятся продукты обмена и углекислый газ. Иногда пуповина содержит не 3, а 2 сосуда: это требует более пристального врачебного наблюдения, в том числе и при помощи УЗИ.
Толщина пуповины при рождении доношенного ребенка — 1-1,5 см.

Больно ли ребенку, когда перерезают пуповину?
Пуповина не содержит нервных окончаний и болевых рецепторов. Поэтому любые манипуляции с ней безболезненны и не доставляют дискомфорта новорожденному. Его первый крик — это реакция на непривычную среду, расправляющиеся легкие, прикосновение холодного металла и запах антисептиков.

Что такое короткая пуповина?
Длина пуповины предопределяется генетически: она равна длине пуповины, связывавшей будущую маму с организмом ее собственной матери. В норме длина равна росту ребенка при рождении, т.е. около 50 см. Допустимы отклонения в 5 см в ту или иную сторону. Абсолютно короткой считается пуповина меньше 40 см, абсолютно длинной — более 70. И то, и другое может создать проблемы во время родов. Так, при короткой пуповине ребенка сложно сразу выложить на живот матери и дождаться окончания пульсации пуповины, прежде чем ее перерезать. Иногда короткая пуповина мешает ребенку выйти наружу, и врач проводит разрез промежности, чтобы помочь крохе родиться. Длинная пуповина чаще склонна к образованию узлов и обвитию.

Опасно ли обвитие пуповины?
Обвитие пуповиной встречается во время каждой четвертой беременности. Чаще всего оно происходит вокруг шеи, реже — вокруг конечности плода. Встречается и комбинированное обвитие: ребенок может «запутаться» в канатике так, что он станет напоминать портупею.
Почему возникает обвитие? Наиболее вероятная причина — кислородное голодание, заставляющее ребенка двигаться в матке интенсивнее и «накручивать» пуповину на себя. Переизбыток адреналина в крови женщины тоже может стать предпосылкой: малыш «беспокоится» и движется сильнее. На УЗИ обвитие распознается с 17 недель, но патологией оно не считается и при грамотном ведении родов особых проблем не создает. До 37 недель об обвитии женщине могут не говорить: ведь малыши умеют «распутываться». Однако если обвитие стойкое, женщине рекомендуют пройти допплерометрию и КТГ: они проверяют интенсивность кровотока в сосудах пуповины, определяют сердечный ритм малыша и помогают выяснить, не страдает ли плод от гипоксии.
Обвитие в большинстве случаев не является показанием к кесареву сечению: до рождения ребенок не дышит легкими, и легкое сдавливание шеи ему не вредит. Но двойное или многократное тугое обвитие чревато гипоксией и асфиксией, а также преждевременной отслойкой плаценты. Поэтому, если УЗИ показывает наличие такого обвития на сроке свыше 37 недель, женщине предлагают оперативное родоразрешение. Если при обвитии женщина рожает естественным путем, ей важно слушать команды акушерок во время изгнания плода. Когда акушерка скажет не тужиться, нужно сдержать потуги: в это время врач снимет петли пуповины с шеи малыша.

Опасны ли узлы на пуповине?
Узлы пуповины бывают истинными или ложными. Ложный — это варикозное расширение одного из сосудов или участок его перекручивания. Кровоснабжение в этом случае не страдает, и опасности для ребенка нет. Истинный узел встречается в 2% случаев. Образуется он на ранних сроках беременности, когда ребенок мал и может проскользнуть в колечко пуповины. Если такой узел затянется во время родов, прекратится поступление кислорода к ребенку. Истинный узел — показание к плановому кесареву сечению.

От чего зависит красота пупка?
Не от мастерства акушерки, «завязывающей» пупок, как думают многие мамы. Пуповина заканчивается кожным колечком, которое бывает разной высоты. После отпадания пупочного остатка оно втягивается внутрь, а пупочная ранка эпителизируется и становится такой же, как окружающая ее кожа. При слабых мышцах брюшного пресса у ребенка может возникнуть пупочная грыжа, деформирующая пупок и требующая специального лечения. Отсекание пуповины происходит в два приема (со строжайшим соблюдением правил асептики и антисептики). Пуповину обрабатывают дезинфицирующим раствором, ждут прекращения пульсации, а затем накладывают зажимы: один на расстоянии 10 см от пупочного кольца, другой — отступив 2 см кнаружи от первого. Пуповину между зажимами перерезают стерильными ножницами. Ребенка переносят на пеленальный столик для обработки пуповинного остатка. Детский конец пуповины протирают дезинфицирующим раствором и туго отжимают между пальцами. С помощью специальных щипцов на пуповину накладывают стерильную металлическую скобку Роговина, конец пуповинного остатка отсекают на расстоянии 0,5-0,7 с от верхнего края скобки. Пупочную рану вновь дезинфицируют.
В первые дни после рождения культя пуповины набухает и становится студнеобразной, а затем начинает подсыхать, сморщиваться и отпадает через несколько дней (от 3 до 10). На ее месте образуется пупочная ранка, которую нужно продолжать обрабатывать во избежание инфицирования.

Как ухаживать за пупком новорожденного?
Поводом для немедленного обращения к врачу может служить появление запаха, выделений (обильных прозрачных, кровянистых, гнойных), покраснение и отек прилегающей к культе или пупочной ранке кожи. Не рекомендуется прикрывать пупочную ранку до полного заживления одноразовыми подгузниками (у некоторых подгузников имеется специальный вырез спереди). Также следите, чтобы пеленки и распашонки не раздражали ранку. Одежду, соприкасающуюся с ней, кипятите и проглаживайте с двух сторон. Пока пупочная ранка не зажила, купайте ребенка в кипяченой воде. Не стоит подкрашивать воду марганцовкой: во-первых, легко переборщить с концентрацией, во-вторых, марганцовка пересушивает всю кожу малыша. После купания производится обработка ранки раствором перекиси водорода. Заживление занимает около 2 недель.

Анна Гришина, неонатолог,
мама 3-летней дочери

Важно
Одна из примет беременности гласит, что будущей маме нельзя вязать: это приведет к обвитию пуповины или возникновению узлов на ней. На самом деле, никакой взаимосвязи между этими двумя фактами нет. Обвитие — довольно частое явление, а женщины раньше все поголовно занимались рукоделием. Узлы и петли пуповины легче всего было «списать» на похожее хобби.

Можно ли избежать обвития?
Чем больше кислорода поступает к ребенку, тем лучше он развивается, тем менее хаотично движется. Поэтому очень полезны многочасовые прогулки на свежем воздухе, дыхательные упражнения и посильная гимнастика. Откажитесь на время беременности от экстремальных видов отдыха и спорта, а также от просмотра фильмов ужаса и триллеров — все это вызывает резкий выброс адреналина в кровь. Постарайтесь не нервничать и всячески избегать стрессов, по аналогичной причине. Если уж узел или обвитие были диагностированы, не прибегайте к народным средствам и сомнительным упражнениям: пользы это не принесет.

Прежде всего познакомимся (заочно, конечно же) с ее строением, которое складывается из двух артерий (как ни странно, в пуповине все перепутано: по артериям течет венозная кровь, насыщенная отработанными продуктами и двигающаяся от ребенка к телу матери) и одной вены (а это уже кровеносный сосуд, идущий от мамы к малышу и несущий, соответственно, богатую кислородом и полезными веществами артериальную кровь).

Вдоль них идут нервные волокна, а снаружи все эти „проводочки” окружены специальным студнеобразным веществом, выполняющим предохранительную роль от сдавливания. Самой верхней оболочкой пуповины служит амнион, или, иначе, амниотическая оболочка. Пупочный канатик обычно имеет синеватый цвет, блестящую поверхность и спирально закручен (нормой считается левый вектор закручивания — кстати, в природе вообще многие структуры тяготеют к левой стороне).

Одним концом пуповина крепится к животику малыша, а другим — к плаценте, и здесь могут быть варианты: чаще всего это происходит в центральной части плаценты (медики говорят „центральное прикрепление” — это относится к норме), реже — сбоку (боковое прикрепление) или даже у ее края (краевое прикрепление).

Такое относительно простое строение пуповина „получает” уже на 2–3-й неделе беременности — именно тогда она начинает формироваться и какое-то время растет и развивается вместе с малышом. К сожалению, даже такое несложное образование может получить в результате своего формирования определенные ошибки и нарушения. Перечислим основные из них.

Пуповина: паталогии

Как правило, почти все патологии пуповины чреваты одним и тем же — нарушением кровоснабжения ребенка. В первую очередь это сказывается на снабжении кислородом тканей и органов малыша, а самым чувствительным к недостатку главного жизненного газа оказывается нервная ткань — клетки мозга.

Пуповина: недостаточная длина пуповины

Врачи могут поставить диагноз „абсолютно короткая” (когда укорочение происходит на самом деле, тогда размеры составляют менее 40 см) или „относительно короткая” (также говорят „ложное укорочение” — в этом случае физическая длина канатика остается нормальной, но из-за обвития относительный размер его свободного конца уменьшается, или же это происходит из-за наличия истинных узлов —
см. пункты 3 и 4). Кстати, во втором случае общая длина пуповины, напротив, может быть слишком большой (более 70 см), из-за чего и происходит запутывание младенца в ее излишней длине. Вторая причина ложного укорочения — в гипоксии плода, что ведет к его чрезмерной двигательной активности и, как следствие, к обвитию в кольцах пуповины.

Осложнения короткой пуповины очевидны: из-за слишком малой длины движение ребенка по родовым путям затруднено и сопряжено с опасностью отрыва (отслойки) плаценты и разрыва самой пуповины.

Пуповина: избыточная длина

Как мы уже выяснили, она тоже нежелательна, так как чревата, например, обвитием, образованием истинных узлов и выпадением петель при излитии околоплодных вод.

Пуповина: обвитие

Иногда эта патология может быть не связана с длиной пуповины (она встречается и при нормальных размерах, а также, как мы теперь знаем, и при ее укорочении или удлинении). В отдельных случаях, если петли лежат свободно и не сдавлены, на состоянии плода этот факт никак не сказывается вплоть до самых родов. И только тугое обвитие может быть по‑настоящему опасным, когда ребенок страдает от сильнейшего нарушения кровообращения и гипоксии.

В диагнозе могут встретиться следующие уточнения обвития: изолированное (то есть пуповина обмоталась вокруг какой-то одной части тела плода — например, ручки), комбинированное (здесь уже задействовано несколько мест), тугое (весьма нежелательное, так как в этом случае может страдать кровообращение) и нетугое (почти неопасное для малыша; негативные последствия могут дать о себе знать только во втором периоде родов или не сказаться вовсе). Также врачи могут отметить кратность обвития (медицинский рекорд отмечен у малыша, сумевшего обмотать вокруг себя пупочный канатик целых 9 раз!).

Одним из часто отмечаемых типов обвития является однократное нетугое обвитие вокруг шеи ребенка — частота встречаемости составляет 20–30 % всех родов и, как правило, никак не сказывается на здоровье и дальнейшем развитии малыша. Также иногда уже после родов мамочки могут узнать, что малыш родился с обвитием по типу портупеи или по типу вожжей — таким иносказательным языком с налетом военной и кавалерийской романтики врачи обозначают определенные категории обматывания пупочного канатика вокруг тела малыша. Так, первое определение касается петель пуповины, расположенных на бедре и противоположном плече крохи, а второе дается, когда она проходит под мышками малыша. Согласитесь, названия даны точные, отражающие самую суть!

Пуповина: наличие истинных и ложных узлов

На пуповине, как на веревочке, может завязаться узел — они бывают разные по причинам и совершенно неодинаковы по последствиям для плода и матери. Ложные узлы представляют собой локальные утолщения пуповины из-за варикозного расширения вены или скопления студнеобразного вещества. Они неопасны, так как не влияют на развитие плода и процесс родов. Пожалуй, из всех возможных нарушений развития пуповины они являются самыми „желательными”. А вот истинные узлы пуповины образуются на ранних сроках беременности, когда плод еще настолько мал, что может проскочить через петлю пуповины. Истинные узлы пуповины могут неблагоприятно повлиять на исход родов: при натяжении пуповины такой узел затягивается, прекращается нормальное кровообращение по сосудам, и малыш оказывается фактически без снабжения кислородом раньше положенного срока. В этом случае возникает острая гипоксия плода, требующая немедленного вмешательства.

Пуповина: отсутствие одной артерии

Одновременно с этим нарушением пуповина тонкая, короткая, как правило, не имеет витков. Прогноз при таком диагнозе иногда бывает неблагоприятным — у плода могут отмечаться различные пороки развития или преждевременное начало родов. Если врач УЗИ обнаружил вместе с этой патологией другие признаки врожденных пороков развития плода, женщину могут направить на консультацию генетика, чтобы исключить хромосомные аномалии.

Пуповина: неправильное прикрепление

Сюда относят краевое (беременность и роды протекают без осложнений) и оболочечное прикрепление (пуповина в данном случае прикрепляется не к самой плаценте, а к плодным оболочкам на некотором расстоянии от ее края). Вторая разновидность прикрепления опасна тем, что в родах может произойти разрыв сосудов, не имеющих защиты студнеобразным веществом. Это приведет к острому недостатку кислорода и создаст угрозу для жизни ребенка. Кроме того, при оболочечном прикреплении пуповины повышен риск задержки роста плода, а также преждевременных родов.

Гипо- (малое число завитков пуповины) и гиперизвитость (напротив, количество витков сосудов превышает норму)

Оба состояния обычно сопряжены с различными нарушениями развития плода и общего протекания беременности — например, преждевременными родами, задержкой развития плода и прочими неприятностями.

Тощая пуповина — так обозначают недостаточно развитый пупочный канатик, имеющий в среднем толщину менее 1,4 см (или, иначе, удельную массу менее 0,5 г/см).

Из перечисленных наиболее частыми нарушениями являются абсолютно короткая пуповина и обвитие пуповины вокруг шеи, туловища и конечностей плода. Как правило, специальных методов лечения указанных изменений не разработано. Только в случае острой гипоксии плода могут назначить экстренное родоразрешение.

Пуповина: причины патологий

Что касается причин появления указанных нарушений, то их множество. Это и химические факторы (в том числе наличие нежелательных веществ, находящихся в нашей пище, потому
следить за питанием надо с особой тщательностью), и неправильный образ жизни матери (сюда относится курение и злоупотребление алкоголем; также чересчур интенсивные, до изнеможения, занятия спортом или экстремальными его видами могут спровоцировать такие нарушения, как обвитие пуповиной, вследствие выброса адреналина в кровь матери), ее острые и хронические заболевания (сахарный диабет), генетическая предрасположенность, воздействие радиации.

Пуповина: контроль за состоянием

Набор исследований для контроля за состоянием пупочного канатика не так широк, как хотелось бы, и, как правило, позволяет только предположить наличие каких-либо осложнений, но не утверждать об их стопроцентном присутствии. Самым доступным и распространенным способом изучения пуповины является ультразвуковое сканирование, позволяющее выявить такие аномалии пуповины, как неправильное развитие сосудов, наличие истинных и ложных узлов, обвитие плода пуповиной. Также УЗИ позволяет четко идентифицировать ее прикрепление. А вот длину во время беременности определить практически невозможно, хотя, как мы увидели выше, этот параметр имеет важнейшее значение для матери и ребенка во время естественных родов.

Врачи могут назначить более информативное допплерометрическое (допплерографическое) исследование, в ходе которого можно изучить движение крови по сосудам — в том числе и пуповинным. Непосредственно во время родов используют метод кардиотокографии (КТГ), что позволяет следить за сердечком мамы и малыша.

Но вот самое важное произошло — малыш появился на свет, пуповина продолжает „работать” еще некоторое время после этого момента. После рождения ребенка пуповина перерезается, и на ближний к будущему пупочку участок накладывается скобка или лигатура. Сейчас общеизвестно, что в интересах новорожденного и его мамы нужно дождаться окончания пульсации пуповины (около 3–5 минут) — признак, что свою функцию она выполнила полностью. Преждевременное перерезание пуповины чревато
тем, что малыш недополучит необходимое ему количество крови, что в дальнейшем может привести к анемии железодефицитного типа.

Текст: Ольга Соболева, кандидат биологических наук

Пуповину можно назвать самой настоящей «дорогой жизни» малыша. Через нее малыш получает с кровью мамы все снеобходимые питательные вещества и кислород. А наружу выводится отработанный материал. Но иногда этот незаменимый и жизневажный канал занимает очень угрожающую позицию.

Обвитие пуповины

На ранних сроках беременности малыш еще свободно и вольготно чувствует себя в мамином животике. И этой свободой он активно пользуется! Когда он не спит, он двигается, он плавает в тепленьких околоплодных водах. Он делает всё, что ему хочется. Его движения могут напомнить тройные и двойные сальто, тулупы, кульбиты и прочее, прочее, прочее. Когда он кружится вокруг своей оси, пуповина может наматываться на его тельце, на шею или другие части. Но так как пространства свободного еще много, она свободно с него и разматывается. В таких условиях обвитие пуповины не представляет никакой угрозы. Но время идет, матка и плод растут, соотношения меняются. Места для этих акробатических этюдов становится меньше и меньше. Примерно после 34 недели беременности перевернуться или перекрутиться у малыша возможности уже нет. Если к этому моменту обвитие пуповины не распуталось, легло на шею малышу, ничего страшного в этом нет, так как чтобы она затянулась, нужно вращательное, а не поступательное движение. Угроза этой ситуации возникает только в процессе родов, когда головка малыша начинает именно, как мы сказали выше, поступательные движения. Она продвигается вниз по родовым путям. В таком случае обвитие пуповины, петля, может затянуться и тогда возникает риск острой гипоксии.

Гипоксия и асфиксия

Эти термины означают в принципе одно и то же состояние – нехватку кислорода. Только первым термином описывают состояние плода в утробе матери, а вторым – состояние малыша в самые его первые минуты жизни.

Помимо шеи, обвитие пуповины может произойти и вокруг туловища. Такое обвитие врачи называют – в виде портупеи. Обвитие может быть однократным, двукратным и далее. Соответственно, чем больше петель обвития пуповины, тем серьезней положение.

Факторы риска обвития пуповины

Первым фактором риска обвития пуповины может быть недоношенная беременность. Маленький по размерам малыш может вертеться, совершать акробатические движения в животике мамы вплоть до самых родов. По этой же причине так же к обвитию пуповины располагает многоводие – у ребенка изначально больше «маневренности» и сохраняется она дольше. Так же имеет значение длина пуповины. В норме к концу беременности длина пуповины примерно ровна росту малыша. Если же она длиннее или короче – опасность возрастает. Нужно так же учитывать и темперамент крохи – некоторые малыши достаточно активно ведут себя в животике мамы, поэтому у таких малышей так же есть риск обвития пуповины.

Метод диагностики обвития пуповины

Единственным и наиболее точным средством диагностики многих аспектов беременности является УЗИ. В случае диагностики обвития пуповины УЗИ так же имеет главную роль. Петли на шее ребенка хорошо просматриваются на третьем плановом УЗИ, или на УЗИ перед родами, примерно его делают будущим мамам в 36-38 недель. Если на этом сроке врач не увидел обвития пуповины, то позже оно вряд ли появится, но, к сожалению, если на этом сроке обвитие пуповины есть, то оно вряд ли само распутается. В процессе родов с помощью электрокардиограммы (КГТ) врачам представляется возможность распознать гипоксию, в случае если она появляется у малыша. А появиться она может по разным причинам, но в основная причина всё-таки – обвитие пуповины. Специальные датчики, которые фиксируются на животе мамы, фиксируют сердцебиение малыша. В норме сердцебиение должно быть примерно 140 ударов в минуту. Если ребенку начинает не хватать кислорода, то пульс сначала учащается до 160-180 ударов (сердце начинает сокращаться быстрее, чтобы прокачать больше крови и соответственно забрать из нее больше кислорода), а потом падает до 140. Так же учитывается характер сердцебиения, опасение вызывает глухой или неравномерный ритм. Так же такое состояние врач может диагностировать с помощью обычного стетоскопа, прислонив его к маминому животу.

Роды с обвитием пуповины

Тугое обвитие пуповины в родах может грозить малышу острой гипоксией, а после рождения соответственно – асфиксией, которая может привести к остановке дыхания (к счастью, такие сценарии довольно редки). Но врачи в любом случае принимают все возможные средства, чтобы помочь малышу. Когда головка малыша появляется наружу, врач аккуратно пытается ослабить пальцем натяжение обвития пуповины. Когда же уже ребенок появляется целиком, он быстро разматывает пуповину и малыш делает свой первый вдох. Если обвитие слишком тугое, женщину отправляют на экстренное кесарево сечение.

Обвитие пуповины и кесарево сечение

Обвитие пуповины до родов не является однозначным показанием для кесарева сечения. Но при наличии других отягощающих обстоятельств, например, если у женщины анатомический узкий таз, гормональная недостаточность, порок сердца, то обвитие пуповины может стать дополнительным доводом в пользу операции.

Обвитие пуповины, что делать?

К сожалению, сделать ни будущая мама, ни врачи, ничего не могут, как для предотвращения обвития пуповины, так и для того, чтобы образовавшуюся петлю с шеи ребеночка снять. В большинстве случаев, петля с шеи ребеночка благополучно и без каких-либо последствий снимается достаточно быстро. Поэтому всё, что вы можете сделать для своего малыша — это быть спокойными. Волнение никаким образом на пользу малышу не идет. Ждите его появления, говорите с ним, готовьтесь к рождению своего долгожданного ребенка.

Беременность наступила почти сразу после предыдущей замершей, поэтому веры в то, что все пройдет нормально, совсем не было. Я уже в таком возрасте, когда женщина начинает слишком много думать, просчитывать вероятности, собирать информацию и т. д., чем, собственно, я и занималась всю беременность. Внимательно посмотрев на свое субтильное тельце, а потом на своего здоровенного мужа и его огромную голову, я слегка занервничала. После УЗИ и посещения врача, которые, не сговариваясь, предположили крупный плод, я занервничала уже не слегка. Когда в районе шестого месяца живот перерос меня, мои подозрения начали трансформироваться в панику. Вывод был один: надо рожать раньше… И организм меня послушал.

На 34-й неделе опустился живот и меня начали посещать тренировочные схватки, головку я чувствовала где-то под лобковой костью (ощущение не из приятных). Моя свекровь (она врач-гинеколог и вела мою беременность) не верила в мое предчувствие. На мое предположение о преждевременных родах она твердо сказала: «Оля, это не «треники», живот не опустился, жди ПДР 19 октября, или хотя бы 10 октября, когда хороший роддом с мойки откроется». Я деликатно промолчала, но закончила покупку приданного и собрала сумки в роддом.

Рассказ о родах: «Вова, выходи!»

На 35–36-й неделе я совершила походы в любимые ресторанчики, а потом залегла на диван и стала ждать своего Владимира.

26 сентября дети во дворе орали целый день: «Вова, выходи!» «Треники» стали особенно сильными, и было ощущение, что Вова, действительно, прямо сейчас выйдет…

27 сентября были с мужем на велосипедных соревнованиях, живот шевелился так, как будто там тоже сидит велосипедист. «Треники» усиливались в геометрической прогрессии…

Наступило 28 сентября 2015 г. День, в который было анонсировано полное лунное затмение, или «кровавая луна». Как и обещали расчеты NASA, в 5.00 по московскому времени тень Земли полностью закрыла Луну. Ровно в 5.00 по московскому времени, когда на небосводе встала красная суперлуна, у меня отошла пробка… и мой сын направился в этот мир…

Когда я позвонила свекрови и сказала про пробку, она ответила в своем стиле: «Оля, это не пробка». Муж и моя мама мне, вроде, поверили, и мы стали ждать, что же будет дальше. Следующий сюрприз посетил меня в 11.30. Что-то горячее и мокрое стало вытекать на диван. То, что это воды, сомнений у меня не было, поэтому перспектива родов 28-го стала очевидной.

Я снова позвонила свекрови и сказала, что отходят воды, и услышала характерное: «Оля, это не воды!» Я, созерцая стекающую по моим ногам жидкость и приличную лужу на полу, начала в красках описывать эту картину. Свекровь взяла тайм-аут на «подумать, куда меня отправлять», и оставила меня ждать решения моей участи у телефона. Итак, что мы имеем: один очень хороший роддом, но он закрыт на мойку; два весьма подозрительных роддома, в которые она меня сдавать не хочет; и новомодный перинатальный центр с очень неоднозначными отзывами. Так как ребенок недоношенный, было решено ехать в перинаталку. Скажу прямо – это нас и спасло.

Погода в нашем небольшом городке решила в этот день не отставать от небесных сфер, и… разверзлись хляби небесные: «В Ярославле выпала четверть месячной нормы осадков. Однако дождь принес горожанам не только осеннее настроение, но и неприятности. На несколько часов движение по многим магистралям города оказалось затруднено, а некоторые улицы, в буквальном смысле, ушли под воду…» Вот в такой обстановке мы с мужем ковыляли от машины к дверям роддома по колено в воде, полные штаны мокрых от вод одноразовых пеленок…

Рассказ о родах: все пройдет

Дальше все на время вошло в нормальное русло. Меня оформили, попрощалась с мужем, слили воды, сделали КТГ, отвели в родильное и посадили в полутемную палату нагуливать схватки. Схватки нагуливались хорошо, и мой врач через час направил меня в родзал. Я стала прыгать на фитболе, встречая очень болезненные схватки, стараясь не орать и внимательно слушая, что происходит в соседней родилке… Воды при этом продолжали литься, и своим количеством удивляли даже бывалых обитателей родблока.

Я повадилась ходить в туалет, меня там тошнило, и от этого становилось легче. Когда я перемещалась в любом направлении, за мной оставался мокрый след, как будто проползла огромная улитка. После очередного осмотра врач заявил, что будет делать эпидуралку. На мои робкие протесты он отрезал: « , тебе по показаниям положено». Добрый дядечка ткнул мне иголку в позвоночник и следующие 6 часов я блаженно отдыхала, укрытая одеялком, под шорох бесконечного КТГ. В соседней родилке все было не так безоблачно – врачу пришлось попотеть.

В общем, когда он ко мне вернулся, он сказал фразу, о которой пожалел в последствии: «Ну, здесь-то все легко пройдет…»

Один случай на тысячу: обвитие по типу портупеи

Тем временем у меня начались и, отключив анестезию и добавив окситоцина, мне предложили начать тужиться. Я сильная, у меня тренированный пресс, я владею техниками дыхания, но что-то пошло не так… Ребенок не шел, ни в какую не шел. Оказалось, что он не в очень хорошем предлежании, которое мне обещает медленный и мучительный процесс изгнания. Ощущения были не из лучших, я выталкиваю, а его тащит назад, толкаю, а его опять затягивает. шли с неправильным ритмом, практически без перерывов, и с самого начала воспринимались как одна большая потуга. Пульс мой перешел все рамки приличия и вызывал серьезные опасения, температура скакнула за 39 °С (похоже от нервов, но свой курс антибиотиков мы потом получили). Озадаченные врач и акушерка предположили обвитие. А ребенок к этому времени просто застрял в родовых путях и стал задыхаться. Я, врач и акушерка отдавали все силы. Врач, стоя на табуретке, всем весом давил и держал ребенка, пока я собиралась для следующего толчка. В какой-то момент он обессилено вздохнул и сказал: «Я не знаю, что делать…»

Акушерка сказала мне: «Ну, попробуй еще раз, а то ведь щипцы придется накладывать…» Было очень страшно. Из двух мониторов пищал теперь только один. Мой. Не знаю, откуда взялись силы, но я все-таки вытолкнула сына в этот мир. Оказалось, что было обвитие по типу портупеи (через плечо), его, в отличие от шейного, акушерке не скинуть. Эта портупея и затягивала сына назад.

Мы привыкли видеть в фильмах, как младенец начинает кричать и его дают матери. У меня этого не было. Была тишина. Холодная, звенящая тишина. И напряженно работающие у реанимационного стола люди. 4 балла по Апгар. Маленький полузадушенный комочек. Ну как маленький – 3300 г и 52 см… Вот так завершились наши тяжелые роды – один случай на тысячу, по словам врачей, когда все пошло не так… И когда его, порозовевшего и умытого, все-таки приложили к моей груди, посмотрев друг другу в глаза, мы поняли: наша история началась… А на часах было 00.02 нового дня.

Как проходили роды: комментарии специалиста

Елизавета Новоселова. Врач акушер-гинеколог, г. Москва

Ольгу удивило, что воды продолжали литься все время в течение схваток. На самом деле, это нормально, именно так происходит при преждевременном разрыве плодных оболочек (ПРПО). При физиологическом (нормальном, естественном) течении родов плодный пузырь разрывается при полном или почти полном раскрытии шейки матки. При таком своевременном разрыве плодных оболочек малыш находится без вод чуть дольше, чем длится потужной период. Разрыв плодных оболочек до начала родов при ещe отсутствующих схватках, как это произошло у Ольги, называется ПРПО или преждевременным излитием (отхождением) околоплодных вод. Однако, несмотря на частую встречаемость, ПРПО рассматривается как отклонение от нормального течения родов, поскольку в ряде случаев меняет динамику родовой деятельности и способствует развитию осложнений родов. По тому, как наша героиня описала момент отхождения вод, а также учитывая упоминание в рассказе, что по прибытии в роддом ей еще «спускали воды», можно предположить, что у Ольги произошел высокий боковой разрыв плодного пузыря. Так отходят воды, если разрыв произошел высоко и «дырочка» в плодном пузыре прикрывается стенкой матки. В этом случае воды будут постоянно подтекать, смачивая гигиеническую прокладку и нижнее белье женщины. При таком сценарии разрыва пузыря будущая мама может не сразу обратить на это внимание или неправильно расценить новые ощущения. Подсачивающиеся плодные воды иногда путают с недержанием мочи (которого в норме у беременной быть не должно!) или с более обильными влагалищными выделениями. Четким критерием подтекания вод при высоком боковом разрыве считается намокание ежедневной гигиенической прокладки или трусиков не реже, чем раз в два часа.

Однако у нашей героини не было никаких поводов сомневаться в том, что это именно отхождение вод – в связи с внушительным объемом жидкости, выделяющейся из половых путей с завидным постоянством. У Ольги было многоводие – серьезное и далеко не редкое осложнение беременности и родов. Диагноз «многоводие» может быть выставлен в случае, когда количество амниотической жидкости достигает или превышает 2 л. Чаще всего объем вод при этой патологии беременности увеличивается до 3–5 л. Непосредственной причиной увеличения количества плодных вод в конечном итоге всегда является усиление секреторной деятельности клеток стенки водной оболочки (амниона, или плодного пузыря). Наиболее частой из известных причин, повреждающих секреторный эпителий плодного пузыря, являются вирусные инфекции, например, грипп или ОРЗ, перенесенные в период беременности: вирусы очень малы и способны проникать с кровотоком через плаценту. Одним из наиболее распространенных последствий многоводия является преждевременное излитие вод и неправильное предлежание плода. Нередко воды отходят при этом значительно раньше срока родов, как это произошло у нашей героини.

Во время схваток Ольгу беспокоили тошнота и рвота. Эти неприятные ощущения тем не менее являются вариантом нормы и нередко – примерно в 30 % случаев – сопровождают процесс раскрытия шейки матки. Такой эффект объясняется общей иннервацией шейки матки и верхнего сфинктера желудка, отделяющего его содержимое от пищевода, а также давлением на диафрагму дна матки во время сильных схваток. Тошнота и рвота во время родов чаще появляются на полный желудок, поэтому при подозрении на начало родовой деятельности врачи рекомендуют будущим мамам воздержаться от приема пищи, а при появлении хотя бы легкой тошноты – и от питья, ограничиваясь лишь полосканием рта.

Врач настаивал на анестезии, пояснив, что «эпидуралка» показана при преждевременных родах. в акушерской практике применяется не только с целью обезболивания схваток. С ее помощью можно корректировать различные нарушения развития родовой деятельности. Существует ряд осложнений родов, при которых эпидуральная анестезия – единственный эффективный метод лечения, позволяющий нормализовать родовой процесс, избежать необходимости оперативного вмешательства и сохранить здоровье мамы и плода.

В случае нашей героини показанием к «эпидуралке» стала дистоция шейки матки – осложнение, характерное для преждевременных родов. При этом состоянии, несмотря на интенсивные нарастающие схватки, шейка матки не раскрывается. Происходит это вследствие биологической незрелости родовых путей – неготовности шейки матки и стенок влагалища к родам. В норме перед родами, на сроке 37–39 недель беременности, шейка матки постепенно укорачивается и начинает приоткрываться, ткани влагалища и шейки становятся мягкими и эластичными. Однако у нашей героини на момент начала родов было всего 35–36 недель беременности, и ее организм просто не успел должным образом подготовиться к рождению ребенка. Если роды начинаются, а шейка матки остается плотной и длинной, как в середине беременности, а цервикальный канал – закрытым, раскрытия не происходит, несмотря на активную сократительную деятельность матки. Такой вариант развития родов, безусловно, является патологией и опасен для здоровья мамы и плода: на фоне усиливающихся схваток могут произойти разрывы шейки, отрыв шейки от тела матки, и разрывы боковых стенок матки. Эти осложнения крайне опасны, они сопровождаются массивным кровотечением, требуют экстренного оперативного вмешательства и могут привести к гибели роженицы (от кровопотери) и плода (от острой гипоксии). Самым эффективным методом коррекции такого неудачного сценария родов является именно эпидуральная анестезия. При наличии сильных схваток «эпидуралка» работает как мощный спазмолитик, способствующий быстрому размягчению шейки матки и атравматичному раскрытию акушерского зева (отверстия в шейке).

В потужном периоде Ольге сказали, что малыш находится в не очень хорошем предлежании, затрудняющем и удлиняющем процесс изгнания. Скорее всего, речь идет о заднем виде – варианте головного предлежания, при котором плод разворачивается затылком к задней стенке родового канала, а лицом – к передней. В норме продвижение плода по родовым путям и его рождение проходит в переднем виде головного предлежания, когда проводной точкой (частью головки, которую кроха продвигает вперед, раздвигая ткани родовых путей) является затылок, самая маленькая часть головы. При этом затылок обращен к передней стенке родового канала, он же и появляется первым из родовых путей, а затем головка малыша разгибается и рождается целиком. При заднем виде, когда головка малыша развернута к задней стенке влагалища, размер проводной точки головы значительно увеличивается, что, безусловно, удлиняет процесс продвижения по родовому каналу и нередко значительно усложняет процесс изгнания (потуг). Причиной такого не вполне правильного варианта расположения плода во время родов также часто становится многоводие, сопровождающееся преждевременным отхождением вод. В ряде случаев формирование заднего вида делает дальнейшее ведение родов естественным путем невозможным и заставляет врачей прибегнуть к кесареву сечению или к наложению акушерских щипцов.

Во время потуг у роженицы участился пульс и сильно поднялась температура. Ольга предположила, что это было связано с большими физическими усилиями и еще большим волнением за здоровье ребенка во время продолжительных потуг. Однако существует и еще одна, гораздо более вероятная причина – инфекционный процесс в организме будущей мамы, ставший причиной развития многоводия, преждевременного излития вод и преждевременных родов. Поэтому, для профилактики дальнейших возможных осложнений, в послеродовом периоде маме и малышу назначили антибактериальную и противовоспалительную терапию.

Ребенок родился с обвитием по типу портупеи (деталь в обмундировании военнослужащих в виде ремня для ношения оружия, опоясывающего живот и перекидывающегося под рукой через плечо). Это приводит к значительному укорочению свободной длины пуповины и ограничивает продвижение плода по родовому каналу. Одна из возможных причин формирования такого обвития – излишняя подвижность плода во время беременности вследствие многоводия.

– патология, характеризующаяся расположением одной или нескольких петель пуповины вокруг шеи или тела плода. Клинически со стороны матери данное состояние никак не проявляется, редко возникает риск преждевременной отслойки плаценты. У ребенка при обвитии пуповиной присутствует вероятность развития внутриутробной гипоксии, что сопровождается ухудшением работы ЧСС и двигательной активности. Диагностика базируется на данных УЗИ, кардиотокографии, цветного допплеровского картирования. Лечение обвития пуповиной зависит от состояния ребенка и матери, преимущественно используется выжидательная тактика.

Общие сведения

Обвитие пуповиной – особое состояние в акушерстве , сопровождающееся обматыванием пупочного канатика вокруг туловища, ножек или шеи плода. Такое состояние относится к патологии беременности, так как может спровоцировать развитие серьезных последствий – преждевременной отслойки плаценты , неправильного положения и предлежания, гипоксии или асфиксии плода . Пуповина представляет собой канатик из соединительной ткани, внутри которого проходит вена и две артерии. Она обеспечивает связь между плацентой и плодом. Обвитие пуповиной диагностируется примерно у каждой 4-5 женщины в период вынашивания на разных сроках гестации. Петли располагаются преимущественно вокруг шеи плода.

Осложнения в процессе вынашивания или родов, возникшие на фоне обвития пуповиной, развиваются примерно у 10% беременных. Обвитие представляет угрозу, если пуповина слишком короткая – менее 40 см. В такой ситуации существует высокий риск преждевременной отслойки плаценты. При длинной пуповине (от 70 см) обвитие также опасно, так как возможно расположение нескольких петель вокруг анатомических частей ребенка, а также формирование узлов, при затягивании которых с высокой вероятностью происходит асфиксия плода.

Причины обвития пуповиной

Обвитие пуповиной развивается на разных сроках беременности и может быть спровоцировано несколькими факторами. Одним из наиболее значимых является гипоксия плода . В данном случае из-за недостатка кислорода ребенок начинает совершать активные хаотичные движения, вследствие которых запутывается в петлях пупочного канатика. Обвитие пуповиной часто диагностируется при ее длине более 70 см. В таком случае образуются петли, в которые ребенок самостоятельно проскальзывает. Обвитие пуповиной может быть связано и с генетическим фактором, поэтому его также следует учитывать.

Часто обвитие пуповиной возникает на фоне многоводия . При такой акушерской патологии в маточной полости имеется достаточно места для движений плода, в результате которых он запутывается в петлях. При недостатке пространства обвитие пуповиной развивается на фоне малой активности ребенка. Доказано, что в такой ситуации канатик склонен самостоятельно образовывать петли, которые в последующем располагаются вокруг тела или шеи ребенка. Стать причиной обвития пуповиной может и любая экстрагенитальная патология матери, спровоцировавшая гипоксию плода и, как следствие, увеличение его двигательной активности. Риск патологии увеличивается на фоне железодефицитной анемии у беременных.

Обвитие плода пуповиной чаще наблюдается у женщин, подверженных воздействию негативных факторов в период беременности (плохая экологическая обстановка, вредные условия производства). Нередко обвитие пуповиной развивается, если пациентка склонна к вредным привычкам – курению, наркомании , алкогольной зависимости . Систематические стрессы, эмоциональные нагрузки, способствующие увеличению концентрации адреналина в крови будущей мамы, тоже увеличивают риск данной патологии. Недостаточное поступление питательных компонентов с пищей, несбалансированное питание – предрасполагающий фактор, который может послужить причиной обвития пуповиной.

Симптомы обвития пуповиной

Обвитие пуповиной разделяется на несколько видов с учетом определенных значимых факторов. От них зависит прогноз беременности и план родоразрешения. В зависимости от того, сколько петель присутствует, выделяют следующие формы обвития пуповиной:

  • однократное – имеется одна петля, локализующаяся вокруг анатомических частей плода;
  • многократное – выявляют две и более петель.

Если обвитие пуповиной многократное, выделяют такие его варианты: изолированный (все петли располагаются вокруг одной анатомической области) и сочетанный (в этом случае петли локализуются в нескольких анатомических зонах, к примеру, на шее и теле плода). Также различают тугое и нетугое обвитие пуповиной. Последний вариант диагностируется у 90% пациенток с таким диагнозом и имеет благоприятный прогноз. При тугом обвитии пуповиной присутствует огромный риск передавливания сосудов и прекращения кровообращения, что становится причиной острой гипоксии и асфиксии плода.

Обвитие плода пуповиной не проявляется патологическими симптомами со стороны матери. Женщина не ощущает дискомфорта, однако она может заметить повышенную двигательную активность плода. Такие проявления характерны для внутриутробной гипоксии. При аускультации сердцебиения плода возможно учащение показателей. Выявление обвития пуповиной до 32 недель с высокой вероятностью заканчивается самостоятельным распутыванием ребенка, на более поздних сроках из-за уменьшения пространства в матке вероятность устранения обвития снижается, ведение беременности требует тщательного наблюдения со стороны акушера-гинеколога .

Диагностика обвития пуповиной

Диагностировать обвитие пуповиной удается в ходе планового УЗИ при беременности с 14 недели гестации, когда плацента и канатик полностью сформировались. В процессе сканирования врач УЗ-диагностики определяет присутствие петель и их локализацию. Важно понимать, что обвитие пуповиной не всегда грозит серьезными осложнениями для плода, на ранних этапах он легко запутывается и выпутывается, так как имеет небольшие размеры, а в матке достаточно пространства для движения. При обнаружении патологии назначается цветовое допплеровское картирование. Оно позволяет увидеть кратность обвития пуповиной и направление течения крови по артериям и вене. При наличии 2-х и больше петель требуется тщательное наблюдение и подробное изучение типа обвития. Для этого применяется трехмерное эхографическое обследование . Оно позволяет подробно рассмотреть локализацию пупочного канатика и отличить обвитие от истинного узла.

Чтобы оценить состояние плода при обвитии пуповиной, проводится допплерометрия. С ее помощью специалист видит интенсивность кровотока в сосудах и выявляет возможное недостаточное поступление кислорода, обращает внимание на двигательную активность. Используя кардиотокографию , удается оценить работу сердечно-сосудистой системы ребенка, его активность и выявить присутствующие признаки гипоксии. Характерный признак недостатка кислорода, определяемый при кардиотокомониторинге – уменьшение ЧСС при совершении движений. В ходе КТГ при обвитии пуповиной также обращают внимание на тонус матки.

Лечение обвития пуповиной

Специальное лечение обвития пуповиной не предусмотрено. При обнаружении такого патологического состояния женщина должна быть готова чаще посещать гинеколога и не отказываться от проведения дополнительных диагностических мероприятий. При обвитии пуповиной с целью раннего обнаружения симптомов кислородного голодания плода каждую неделю показано кардиотокографическое мониторирование. Госпитализация при обвитии пуповиной плода обоснована, если имеются признаки острой гипоксии и нарушения маточно-плацентарного кровообращения.

При обвитии пуповиной пациентке следует полностью исключить любые переживания и стрессы. Эмоциональные всплески способствуют повышеннию синтеза адреналина, который негативно сказывается на состоянии плода и способствует нарушению маточно-плацентарного кровотока . Обвитие пуповиной также предполагает соблюдение рационального питания. Следует употреблять побольше полезной витаминизированной пищи. При обвитии пуповиной рекомендуется избегать воздействия негативных факторов окружающей среды, в том числе и пассивного курения, нахождения в задымленных помещениях, работы на вредных производствах.

Медикаментозное лечение обвития пуповиной рутинно не назначается. В отдельных случаях врач может рекомендовать прием препаратов, улучшающих маточно-плацентарный кровоток, витаминные комплексы. Способ родоразрешения зависит от типа обвития пуповиной, а также состояния матери и плода. Наиболее благоприятным вариантом является нетугое однократное изолированное обвитие пуповиной. В данном случае показаны физиологические роды с дежурным или персональным врачом. В заблаговременной госпитализации необходимости нет.

При тугом многократном обвитии пуповиной физиологические роды противопоказаны, так как ребенок и без того подвергается кислородному голоданию. Во время схваток и потуг сосуды сильно сужаются, что приводит к еще большему дефициту кислорода и развитию удушья. Также тугое обвитие пуповиной может стать причиной преждевременной отслойки плаценты. С целью профилактики данного осложнения в родах проводится плановая госпитализация в 37 недель с последующим родоразрешением путем кесарева сечения .

Прогноз и профилактика при обвитии пуповиной

При обвитии пуповиной прогноз в целом благоприятный. В большинстве случаев удается доносить беременность до 38 недель и родить здорового малыша. Главное – следовать предписаниям акушера-гинеколога. Профилактика обвития пуповиной предполагает устранение причинных факторов. Пациентка должна исключить стрессы, негативные влияния внешней среды, профессиональные вредности и пагубные привычки. Также важно обеспечить рациональное питание, обогащенное витаминами, регулярные прогулки на воздухе.

Предупредить обвитие пуповиной поможет специальная ЛФК для беременных , которую может назначить специалист. Положительно сказывается на состоянии плода дыхательная гимнастика. Такие упражнения при обвитии пуповиной позволят восполнить дефицит кислорода. Профилактика обвития пуповины также заключается в своевременной диагностике и лечении железодефицитной анемии, которой часто страдают беременные. Чтобы избежать акушерской патологии, женщина должна следовать рекомендациям врача и сдавать все назначенные анализы.

Про обвитие — Летучий корабль — LiveJournal

Почему-то все боятся этого самого обвития, поэтому вынесу его в отдельный пост.

Итак. Пуповина — это основа жизни малыша до момента его рождения. От того, насколько хорошо она пропускает кровь и растворённый в ней кислород, зависит всё его существование.

Малыш в утробе всё время движется, поэтому около 30% детей рождаются с той или иной степенью обвития пуповины. Не обязательно это одиночная петля. Может быть двойная или «половинная» — по типу шарфика-боа или портупеи. Иногда обвиваются ножки или туловище.

Во время беременности обвитие пуповины, как правило, не опасно. Околоплодные воды надёжно предотвращают сдавление пуповины и она прекрасно исполняет свою функцию.

Тут отмечу одну особенность. Внутриутробная пуповина — это довольно упругое образование, которое не так-то просто сдавить. Она всё время находится в воде и покрыта скользкой слизистой. Внутри неё течёт жидкость под небольшим, но давлением. Поэтому истинные узлы пуповины — довольно редкое, т.к. его довольно сложно создать (представьте, ребёнку нужно проскользнуть в петлю, да ещё и затянуть её за собой). Истинные узлы всегда встречаются при аномально-длинной пуповине. Диагностировать истинный узел практически невозможно. Если только он случайно попадёт в поле зрения аппарата допплера. Иногда истинные узлы обнаруживают уже после родов или после КС, проведённого из-за других причин (чаще всего — фетоплацентарной недостаточности или гипоксии плода). Лечить истинные узлы также невозможно, разве что экстренно провести КС.

Часто именно с истинным узлом пуповины связана внезапная гибель малыша в утробе. Предотвратить её в этом случае практически невозможно, т.к. невозможно всю беременность ходить с аппаратом Допплера на животе.

Существуют также ложные узлы пуповины. Это аномальное расположение сосудов внутри пуповины в виде изгибов и петелек, которое на УЗИ видится как узел. Чаще всего ложные узлы являются случайной находкой и сами по себе опасности не представляют. Но они могут быть симптомом аномального строения плаценты или пуповины.

Обвитие пуповины вокруг шеи малыша во время беременности само по себе не представляет опасности. Многие мамы боятся, что пуповина может задушить малыша в утробе. Однако они забывают, что внутриутробные младенцы не дышат лёгкими, соответственно, сдавление горла для них не опасно. Скорее уж может быть опасно сдавление пуповины, если её петля зажмётся между головкой и стенкой таза. Но при целом околоплодном пузыре это крайне маловероятно.

Однако обвитие во время беременности может способствовать некоторым нежелательным ситуациям. В первую очередь это неправильное положение малыша (тазовое, косое, поперечное) и разгибательные предлежания (из-за невозможности согнуть головку). Поперечное положение и азовое предлежание легко диагностируется при обычном акушерском осмотре. С разгибательными предлежаниями сложнее. Хотя опытный акушер их также может диагностировать, чаще они обнаруживаются только в родах (т.к. пока малыш не начал опускаться в таз, его головка не разгибается.

Если имеется устойчивое неправильное положение, то обвитие пуповины является противопоказанием для наружного поворота малыша. Это нужно учитывать, если мама планирует такой поворот. По большому счёту, даже «специальные упражнения» для поворота делать нежелательно, т.к. обвитая пуповина может натянуться. А вот самостоятельный поворот чаще всего проходит благополучно, т.к. ребёнок не будет поворачиваться, если это мешает ему дышать.

Наличие обвития в 30-32 недели (когда его чаще всего обнаруживают по УЗИ) совершенно не означает его наличия в родах. Как и отсутствие обвития по УЗИ не означает его отсутствия в родах. Я видела и случаи, когда дети, кому ставили в 30 недель обвитие (и даже двойное-тройное) к родам благополучно раскручивались. Видела и обратное: когда в беременность обвития не ставили, а в родах оно было (так родилась моя старшая дочка Зоя).

Чаще всего обвитие образуется в последние дни беременности или уже в родах, когда малыш проворачивается, пытаясь вставить головку в таз мамы.

В родах обвитие пуповины может быть опасно тем, что:
— не даёт головке малыша вставиться в таз из-за разгибательного положения,
— из-за предыдущей причины может не быть разделения передних и задних вод, поэтому возможно преждевременное их отхождение (и во время этого отхождения петля пуповины может выплыть вместе с водами и быть сдавленной между тазом и головкой). Именно поэтому крайне важно пытаться сохранять околоплодные воды как можно дольше, не нарываться на амниотомию без показаний, не болеть влагалищными инфекциями, не курить — всё это способствует преждевременному отхождению вод.
— при прохождении малыша через родовые пути пуповина натягивается и вот тут-то она может быть сдавлена (если обвития нет, пуповина идёт за малышом и входит в таз когда он уже головкой торчит наружу
— при обвитии пуповины чаще может возникнуть дистоция плеч (т.к. пуповина увеличивает объём плечевого пояса и затрудняет разворот).

Однако, в большинстве случаев обвитая пуповина никак не мешает малышу родится и просто существует как строчка в диагнозе.

Что из перечисленного мы можем распознать заранее и предотвратить.

Внутриутробные обвития не распознаваемы. Однако нарушения кровотока могут привести к задержке роста плода (она обнаруживается регулярным измерением высоты дна матки и оценкой гравидограммы, причём это можно делать хоть каждую неделю самой дома) и к гипоксии (признаки гипоксии слышит акушерка по изменениям сердцебиения плода). Саму пуповину тоже иногда слышно трубочкой, но без нарушения кровотока шум пуповины не является показанием к каким-либо действиям.

При диагностике гипоксии обвитие можно уточнить при помощи допплера (лучше — ЦДК, цветного допплеровского картирования). Каждой женщине подряд эта процедура не нужна (т.к. является довольно болезненной для малыша: кости при ЦДК нагреваются до 5 градусов, ткани — до 2,5 градусов), но если подозрения на нарушение кровотока — её проводят.

Разгибательное положение видно только в родах. Либо при наружном и влагалищном осмотре, либо по замедлению самих родов. Если нет искусственной стимуляции родов, то роды в разгибательном положении просто непойдут и диагноз будет звучать «клинически узкий таз», а не «обвитие».

Сдавление пуповины видно по КТГ или по изменению сердцебиения при выслушивании трубочкой. При обнаружении сдавления решение принимают в зависимости от стадии родов. Если головка уже на выходе — просто стараются родить быстрее и быть готовыми к реанимации, если что (но чаще всего реанимация не нужна, т.к. это уже самые заключительные стадии родов, и бескислородный период редко превышает несколько минут, ребёнок к этому приспособлен). В данном случае особенно важно выдержать предпотужную паузу и не начать тужиться раньше времени, т.к. в этом случае потуги могут растянуться. Важна также удобная и физиологичная поза во время потуг.
Если сдавление обнаруживается до момента прохождения головкой «точки невозврата», то желают экстренное кесарево.

Если обвитие обнаруживается уже «на выходе», то тактика может быть разной. Чаще всего акушерка просто следит, чтоб пуповинка пульсировала (это значит, что кровь по ней идёт), не натягивалась и не порвалась. Длины средней пуповины хватает для того, чтоб малыш родился. Правда невозможно заранее определить, «средняя» пуповина или короткая. Но поскольку это всё происходит за пару минут до рождения, малыш может себе позволить даже кратковременное сдавление-натяжение.

Иногда, если пуповина слишком натянулась или мешает повороту младенца, её придерживают или снимают. Иногда даже разрезают (чаще при многократном обвитии), но в этом случае младенца нужно вытужить рекордно быстро, т.к. он в этот момент без кислорода. Тут не до сантиментов: оправданы и окситоцин, и эпизиотомия, т.к. счёт на минуты.

Вот так вот. Хотела пару слов написать, а вышла полноценная статья:)
На мой взгляд, обвитие пуповины — это не самая сложная акушерская ситуация, и при отсутствии других проблем большинство деток справляются с ней без посторонней помощи или с минимальной помощью.

что это такое и почему физики хотят его использовать

«Квантовая запутанность» — один из нескольких сюжетных приемов, которые появляются в современных научно-фантастических фильмах. Поклонники фильмов о супергероях Marvel, например, будут знакомы с идеей слияния и пересечения разных временных линий или судеб персонажей, переплетающихся посредством, казалось бы, магических средств.

Но «квантовая запутанность» — это не просто научно-фантастическое словечко. Это вполне реальное, загадочное и полезное явление.«Запутанность» — это один из аспектов более широкого набора идей в физике, известного как квантовая механика, которая представляет собой теорию, описывающую поведение природы на атомном и даже субатомном уровне.

Понимание и использование запутанности является ключом к созданию многих передовых технологий. К ним относятся квантовые компьютеры, которые могут решать определенные задачи намного быстрее, чем обычные компьютеры, и устройства квантовой связи, которые позволили бы нам общаться друг с другом без малейшей возможности подслушивания.

Но что именно представляет собой квантовая запутанность? Две частицы в квантовой механике называются на запутанными на , когда одна из частиц не может быть точно описана без включения всей информации о другой: частицы «связаны» таким образом, что они не независимы друг от друга. . Хотя на первый взгляд может показаться, что такая идея имеет смысл, ее трудно понять, и физики все еще узнают о ней больше.

Квантовый кубик

Предположим, я дам вам и вашей подруге Танди по маленькому непрозрачному черному ящику. В каждой коробке лежит обычный шестигранный кубик. Вам обоим предлагается слегка встряхнуть коробки, чтобы перемешать кости. Потом вы расходитесь. Танди возвращается домой в один южноафриканский город, Кейптаун; вы возвращаетесь в другой, Дурбан. Вы не общаетесь друг с другом во время процесса. Когда вы приходите домой, каждый из вас открывает свою коробку и смотрит на число, выпавшее на кубике вверх.

Шаттерсток

Обычно между числами, которые вы и Танди видите, не было бы никакой корреляции.Она с такой же вероятностью увидит любое число от 1 до 6, как и вы; важно то, что число, которое она увидит на своем кубике, не будет иметь никакого отношения к числу, которое вы видите на своем.


Прочитайте больше: Является ли реальность игрой квантовых зеркал? Новая теория предполагает, что это может быть


В этом нет ничего удивительного — действительно, так обычно устроен мир. Однако, если бы мы могли сделать этот пример «квантовым», он мог бы вести себя совсем по-другому.Предположим, что теперь я говорю Танди и вам сначала слегка стукнуть своими коробками друг о друга, а затем по отдельности встряхнуть их и пойти разными путями.

По аналогии с квантовой механикой, это действие по постукиванию ящиков друг о друга зачаровывало бы кости и связывало — или запутывало — их таинственным образом: как только вы приходите домой, открываете свои ящики и смотрите на числа, ваше число и Танди гарантированно идеально коррелированы. Если вы видите «4» в Дурбане, вы знаете, что Танди в Кейптауне тоже гарантированно получит «4» на своем кубике; если вам случится увидеть «6», она тоже.

В этой аналогии игральные кости представляют собой отдельные частицы (например, атомы или частицы света, называемые фотонами), а волшебное прикосновение к коробкам физически запутывает их, так что измерение одной кости дает нам информацию о другой.

Улучшение запутывания

Насколько нам известно, в нашем человеческом, макроскопическом масштабе не существует волшебного действия по постукиванию по ящику, чтобы зачаровать пару игральных костей или других объектов (если бы они существовали, мы могли бы испытать квантовую механику в нашей повседневной жизни, и это, вероятно, не быть таким чуждым, сбивающим с толку понятием).На данный момент ученым приходится довольствоваться использованием вещей на микроскопическом уровне, где гораздо проще наблюдать квантовые эффекты, такие как заряженные атомы, называемые ионами, или специальные сверхпроводящие устройства, называемые трансмонами.


Прочитайте больше: Объяснитель: что такое квантовое машинное обучение и как оно может нам помочь?


Такую работу проводят в Лаборатории структурированного света Университета Витватерсранда в Южной Африке.Однако вместо ионов или трансмонов исследователи в лаборатории используют частицы света, называемые фотонами, чтобы лучше понять квантовую механику и ее последствия. Мы заинтересованы в использовании квантовой природы света для самых разных целей: от разработки эффективных систем связи, которые невозможно взломать злонамеренной третьей стороной, до создания методов визуализации чувствительных биологических образцов без их повреждения.

Подобные исследования часто требуют, чтобы мы начинали со специально созданных состояний запутанных фотонов.Но это не так просто, как положить два игральных кубика в отдельные коробки и стучать ими вместе. Процессы, используемые для создания запутанных фотонов в реальной лаборатории, ограничены множеством экспериментальных переменных. К ним относятся форма лазерных лучей, используемых в экспериментах, и размеры небольших кристаллов, в которых создаются запутанные фотоны. Они могут давать некачественные результаты — или неидеальные состояния — что требует от исследователей выборочного отказа от некоторых измерений после завершения эксперимента. Это не оптимальная ситуация: фотоны отбрасываются, и поэтому энергия тратится впустую.

Группа исследователей из лаборатории, в том числе и я, недавно сделала шаг к решению этой проблемы. В журнальной статье мы математически рассчитали, какой должна быть оптимальная форма лазера, чтобы как можно лучше создать запутанное состояние, с которого экспериментатор хотел бы начать свой эксперимент. Метод предлагает изменить форму входного лазерного луча в начале эксперимента, чтобы максимизировать процесс создания запутанных фотонов позже в эксперименте.Это будет означать, что больше фотонов будет доступно для проведения вашего эксперимента так, как вы хотите, и меньше случайных.

Повышение эффективности процесса создания и манипулирования запутанностью с использованием методов, подобных предложенному, будет важно для оптимизации эффективности ряда других квантовых технологий, таких как системы квантовой криптографии и другие уже упомянутые технологии. Это особенно важно, поскольку четвертая промышленная революция продвигается по всему миру, и технологии, в основе которых лежит квантовая механика, несомненно, становятся все более распространенными.

Ученые открыли, как использовать силу квантового жути, запутывая облака атомов

От туннелирования через непроницаемые барьеры до пребывания в двух местах одновременно, квантовый мир атомов и частиц известен своей причудливостью. Тем не менее странные свойства квантовой механики — это не математические причуды — это реальные эффекты, которые снова и снова наблюдались в лабораториях.

Одной из самых знаковых особенностей квантовой механики является «запутанность» — описание частиц, которые таинственным образом связаны независимо от того, насколько далеко они друг от друга.Теперь трем независимым европейским исследовательским группам удалось запутать не просто пару частиц, а разделенные облака из тысяч атомов. Они также нашли способ использовать свой технологический потенциал.

Когда частицы запутаны, они имеют такие общие свойства, которые делают их зависимыми друг от друга, даже если они разделены большими расстояниями. Эйнштейн назвал запутанность «жутким действием на расстоянии», поскольку изменение одной частицы в запутанной паре мгновенно влияет на ее двойника — независимо от того, насколько далеко он находится.

Квантовый парадокс: может ли кошка быть одновременно живой и мертвой? Роберт Коуз-Бейкер/Flickr, CC BY-SA

Хотя запутанность может показаться странной, эксперименты показали, что она существует уже много лет. Он также может быть исключительно полезным — частицы, связанные таким образом, можно использовать для немедленной передачи квантового состояния частицы, такого как вращение, из одного места в другое (телепортация). Они также могут помочь хранить огромное количество информации в заданном объеме (сверхплотное кодирование).

Наряду с этой емкостью хранения запутанность также может помочь связать и объединить вычислительную мощность систем в разных частях земного шара. Легко понять, как это делает его важным аспектом квантовых вычислений. Еще одно многообещающее направление — действительно безопасные коммуникации. Это потому, что любая попытка вмешательства в системы, включающие запутанные частицы, немедленно разрушает запутанность, делая очевидным, что сообщение было подделано.

Также можно использовать запутанные фотоны для повышения разрешения методов визуализации.Исследователи из Университета Ватерлоо в настоящее время надеются разработать квантовый радар, который сможет обнаруживать самолеты-невидимки.

Однако выполнить обещания технологий, основанных на запутанности, оказалось непросто. Это потому, что запутанность — очень хрупкое явление. Эксперименты по запутыванию обычно производят отдельные пары частиц. Однако отдельные частицы трудно точно обнаружить, и они часто теряются или перекрываются фоновым шумом.Таким образом, задача создания их в запутанных состояниях, манипулирования ими способами, необходимыми для полезных операций, и, наконец, их использования, часто оказывается сложной.

Квантовые облака

Именно здесь новое исследование, опубликованное в трех статьях журнала Science (вы можете прочитать их здесь, здесь и здесь), совершило значительный прорыв. Вместо того, чтобы брать отдельные частицы и запутывать их по одной, исследователи начинают с ультрахолодного газа — набора из тысяч атомов.Они охлаждаются до абсолютного нуля, минимально возможной температуры.

Компьютерное моделирование, показывающее вихри во вращающемся конденсате Бозе-Эйнштейна. NIST/Википедия, CC BY-SA

При заключении в небольшой объем атомы в таком облаке становятся неотличимыми друг от друга, образуя новое состояние вещества, известное как конденсат Бозе-Эйнштейна. Атомы в облаке теперь ведут себя коллективно — они запутались. Ученые впервые открыли это состояние материи в 1995 году, что принесло им Нобелевскую премию по физике в 2001 году.Хотя уже давно известно, что этот метод одновременно запутывает тысячи атомов, до сих пор никто не продемонстрировал методику, позволяющую реально его использовать.

Исследователи нового исследования показали, что вы можете разделить эти облака на группы и при этом сохранить квантовую связь между атомами внутри. Они сделали это, выпустив атомы из их ограниченного пространства и используя лазер, чтобы расщепить его и измерить свойства удаленных частей расширенного облака.

Исследователи предполагают, что разработанные методы могут быть расширены, чтобы каждый атом из облака можно было использовать независимо — если бы это было достигнуто, то квантовые вычисления получили бы огромные преимущества. В цифровых вычислениях информация обрабатывается как единицы и нули, двоичные цифры (или биты). Аналоги им в квантовых вычислениях известны как кубиты. Текущий рекорд по созданию кубитов один за другим в запутанных состояниях для ионов (заряженных атомов) составляет всего 20, поэтому одновременное создание тысяч кубитов в облаке, подобном этому, представляет собой огромный прогресс.

Еще одной областью, которая выиграет от этого прорыва, является метрология, наука о сверхточных измерениях. Когда запутанность устанавливается между двумя частицами или системами, измерения, сделанные на одной половине, дают информацию о другой. Это позволяет измерять параметры с большей чувствительностью, чем это было бы возможно в противном случае. Использование запутанности таким образом может повысить точность атомных часов, а вместе с ними и глобальной системы позиционирования (GPS), или, например, сделать более чувствительные детекторы для аппаратов МРТ.

Понимание и использование квантовых эффектов, таких как запутанность, позволит разработать новые технологии, возможности которых превосходят все, что мы имеем сегодня. Вот почему исследования в области квантовых технологий вызвали такой ажиотаж и почему так важны достижения, достигнутые в этих новых исследованиях.

2021-12 — Квантовая запутанность: почему физики хотят ее использовать

— Николас Борнман

«Квантовая запутанность» — один из нескольких сюжетных приемов, которые появляются в современных научно-фантастических фильмах.

Поклонники фильмов о супергероях Marvel, например, будут знакомы с идеей слияния и пересечения различных временных линий или переплетения судеб персонажей посредством, казалось бы, магических средств.

Но «квантовая запутанность» — это не просто научно-фантастическое словечко. Это вполне реальное, загадочное и полезное явление. «Запутанность» — это один из аспектов более широкого набора идей в физике, известного как квантовая механика, которая представляет собой теорию, описывающую поведение природы на атомном и даже субатомном уровне.

Понимание и использование запутанности является ключом к созданию многих передовых технологий. К ним относятся квантовые компьютеры, которые могут решать определенные задачи гораздо быстрее, чем обычные компьютеры, и устройства квантовой связи, которые позволили бы нам общаться друг с другом без малейшей возможности подслушивания.

Но что именно представляет собой квантовая запутанность? Две частицы в квантовой механике называются на запутанными на , когда одна из частиц не может быть точно описана без включения всей информации о другой: частицы «связаны» таким образом, что они не независимы друг от друга. .Хотя на первый взгляд может показаться, что такая идея имеет смысл, ее трудно понять, и физики все еще узнают о ней больше.

Квантовый кубик

Предположим, я дам вам и вашей подруге Танди по маленькому непрозрачному черному ящику. В каждой коробке лежит обычный шестигранный кубик. Вам обоим предлагается слегка встряхнуть коробки, чтобы перемешать кости. Потом вы расходитесь. Танди возвращается домой в один южноафриканский город, Кейптаун; вы возвращаетесь в другой, Дурбан. Вы не общаетесь друг с другом во время процесса.Когда вы приходите домой, каждый из вас открывает свою коробку и смотрит на число, выпавшее на кубике вверх.

Обычно между числами, которые вы и Танди видите, не было бы никакой корреляции. Она с такой же вероятностью увидит любое число от 1 до 6, как и вы; важно то, что число, которое она увидит на своем кубике, не будет иметь никакого отношения к числу, которое вы видите на своем.

Это неудивительно — ведь так обычно устроен мир. Однако, если бы мы могли сделать этот пример «квантовым», он мог бы вести себя совсем по-другому.Предположим, что теперь я говорю Танди и вам сначала слегка стукнуть своими коробками друг о друга, а затем по отдельности встряхнуть их и пойти разными путями.

По аналогии с квантовой механикой, это действие по постукиванию ящиков друг о друга зачаровывало бы кости и связывало — или запутывало — их таинственным образом: как только вы приходите домой, открываете свои ящики и смотрите на числа, ваше число и Танди гарантированно идеально коррелированы. Если вы видите «4» в Дурбане, вы знаете, что Танди в Кейптауне тоже гарантированно получит «4» на своем кубике; если вам случится увидеть «6», она тоже.

В этой аналогии игральные кости представляют собой отдельные частицы (например, атомы или частицы света, называемые фотонами), а волшебное прикосновение к коробкам физически запутывает их, так что измерение одной кости дает нам информацию о другой.

Улучшение запутывания

Насколько нам известно, в нашем человеческом, макроскопическом масштабе не существует волшебного действия по постукиванию по ящику, чтобы зачаровать пару игральных костей или других объектов (если бы они существовали, мы могли бы испытать квантовую механику в нашей повседневной жизни, и это, вероятно, не быть таким чуждым, сбивающим с толку понятием).На данный момент ученым приходится довольствоваться использованием вещей на микроскопическом уровне, где гораздо проще наблюдать квантовые эффекты, такие как заряженные атомы, называемые ионами, или специальные сверхпроводящие устройства, называемые трансмонами.

Такая работа проводится в лаборатории структурированного света Университета Витватерсранда в Южной Африке. Однако вместо ионов или трансмонов исследователи в лаборатории используют частицы света, называемые фотонами, чтобы лучше понять квантовую механику и ее последствия.Мы заинтересованы в использовании квантовой природы света для самых разных целей: от разработки эффективных систем связи, которые невозможно взломать злонамеренной третьей стороной, до создания методов визуализации чувствительных биологических образцов без их повреждения.

Подобные исследования часто требуют, чтобы мы начинали со специально созданных состояний запутанных фотонов. Но это не так просто, как положить два игральных кубика в отдельные коробки и стучать ими вместе. Процессы, используемые для создания запутанных фотонов в реальной лаборатории, ограничены множеством экспериментальных переменных.К ним относятся форма лазерных лучей, используемых в экспериментах, и размеры небольших кристаллов, в которых создаются запутанные фотоны. Они могут давать некачественные результаты — или неидеальные состояния — что требует от исследователей выборочного отказа от некоторых измерений после завершения эксперимента. Это не оптимальная ситуация: фотоны отбрасываются, и поэтому энергия тратится впустую.

Группа исследователей из лаборатории, в том числе и я, недавно сделала шаг к решению этой проблемы. В журнальной статье мы математически рассчитали, какой должна быть оптимальная форма лазера, чтобы как можно лучше создать запутанное состояние, с которого экспериментатор хотел бы начать свой эксперимент.Метод предлагает изменить форму входного лазерного луча в начале эксперимента, чтобы максимизировать процесс создания запутанных фотонов позже в эксперименте. Это будет означать, что больше фотонов будет доступно для проведения вашего эксперимента так, как вы хотите, и меньше случайных.

Повышение эффективности процесса создания и манипулирования запутанностью с использованием методов, подобных предложенному, будет важно для оптимизации эффективности ряда других квантовых технологий, таких как системы квантовой криптографии и другие уже упомянутые технологии.Это особенно важно, поскольку четвертая промышленная революция продвигается по всему миру, и технологии, в основе которых лежит квантовая механика, несомненно, становятся все более распространенными.

Николас Борнман, аспирант Университета Витватерсранда. Эта статья переиздана из The Conversation под лицензией Creative Commons. Прочитайте оригинальную статью.

Объяснитель: Что такое квантовый компьютер?

Что такое кубит?

Современные компьютеры используют биты — поток электрических или оптических импульсов, представляющий 1 с или 0 с.Все, от ваших твитов и электронных писем до ваших песен в iTunes и видео на YouTube, по сути, представляет собой длинные строки этих двоичных цифр.

Квантовые компьютеры, с другой стороны, используют кубиты, которые обычно представляют собой субатомные частицы, такие как электроны или фотоны. Генерация кубитов и управление ими — это научная и инженерная задача. Некоторые компании, такие как IBM, Google и Rigetti Computing, используют сверхпроводящие схемы, охлаждаемые до температур ниже, чем в глубоком космосе. Другие, такие как IonQ, улавливают отдельные атомы в электромагнитных полях на кремниевом чипе в камерах сверхвысокого вакуума.В обоих случаях цель состоит в том, чтобы изолировать кубиты в контролируемом квантовом состоянии.

Кубиты обладают некоторыми причудливыми квантовыми свойствами, которые означают, что связанная группа из них может обеспечить гораздо большую вычислительную мощность, чем такое же количество двоичных битов. Одно из этих свойств известно как суперпозиция, а другое называется запутанностью.

Что такое суперпозиция?

Кубиты могут одновременно представлять множество возможных комбинаций и 0 .Эта способность одновременно находиться в нескольких состояниях называется суперпозицией. Чтобы поместить кубиты в суперпозицию, исследователи манипулируют ими с помощью прецизионных лазеров или микроволновых лучей.

Благодаря этому парадоксальному явлению квантовый компьютер с несколькими кубитами в суперпозиции может одновременно обрабатывать огромное количество потенциальных результатов. Окончательный результат вычислений появляется только после измерения кубитов, что немедленно приводит к «схлопыванию» их квантового состояния либо до , либо до 0 .

Что такое запутанность?

Исследователи могут генерировать пары кубитов, которые «запутаны», что означает, что два члена пары находятся в одном квантовом состоянии. Изменение состояния одного из кубитов мгновенно изменит состояние другого предсказуемым образом. Это происходит, даже если их разделяют очень большие расстояния.

Никто точно не знает, как и почему работает запутанность. Это даже сбило с толку Эйнштейна, который назвал это «жутким действием на расстоянии».Но это ключ к мощности квантовых компьютеров. В обычном компьютере удвоение количества битов удваивает его вычислительную мощность. Но благодаря запутанности добавление дополнительных кубитов к квантовой машине приводит к экспоненциальному увеличению ее способности обрабатывать числа.

Квантовые компьютеры используют запутанные кубиты в своего рода квантовой гирляндной цепи, чтобы творить чудеса. Способность машин ускорять вычисления с использованием специально разработанных квантовых алгоритмов — вот почему об их потенциале так много говорят.

Хорошая новость. Плохая новость заключается в том, что квантовые машины гораздо более подвержены ошибкам, чем классические компьютеры, из-за декогеренции.

Что такое декогеренция?

Взаимодействие кубитов с окружающей средой таким образом, что их квантовое поведение ухудшается и в конечном итоге исчезает, называется декогеренцией. Их квантовое состояние чрезвычайно хрупко. Малейшая вибрация или изменение температуры — возмущения, известные на квантовом языке как «шум», — могут привести к тому, что они выпадут из суперпозиции, прежде чем их работа будет выполнена должным образом.Вот почему исследователи делают все возможное, чтобы защитить кубиты от внешнего мира в этих переохлажденных холодильниках и вакуумных камерах.

Но, несмотря на их усилия, шум по-прежнему вызывает множество ошибок в вычислениях. Умные квантовые алгоритмы могут компенсировать некоторые из них, и добавление большего количества кубитов также помогает. Однако, скорее всего, потребуются тысячи стандартных кубитов, чтобы создать один высоконадежный, известный как «логический» кубит. Это истощит большую вычислительную мощность квантового компьютера.

И вот загвоздка: до сих пор исследователи не смогли сгенерировать более 128 стандартных кубитов (см. наш счетчик кубитов здесь). Так что нам еще много лет до создания квантовых компьютеров, которые будут широко полезны.

Это не ослабило надежд первооткрывателей на то, чтобы первыми продемонстрировать «квантовое превосходство».

Что такое квантовое превосходство?

Это точка, в которой квантовый компьютер может выполнить математический расчет, явно недостижимый даже для самого мощного суперкомпьютера.

До сих пор неясно, сколько именно кубитов потребуется для достижения этой цели, потому что исследователи продолжают находить новые алгоритмы для повышения производительности классических машин, а аппаратное обеспечение суперкомпьютеров постоянно совершенствуется. Но исследователи и компании прилагают все усилия, чтобы претендовать на это звание, проводя тесты на некоторых из самых мощных суперкомпьютеров в мире.

В исследовательском мире ведется множество споров о том, насколько значительным будет достижение этой вехи. Вместо того чтобы ждать объявления превосходства, компании уже начинают экспериментировать с квантовыми компьютерами таких компаний, как IBM, Rigetti и канадской фирмы D-Wave.Китайские фирмы, такие как Alibaba, также предлагают доступ к квантовым машинам. Некоторые предприятия покупают квантовые компьютеры, в то время как другие используют те, которые доступны через службы облачных вычислений.

Где квантовый компьютер может оказаться наиболее полезным в первую очередь?

Одним из наиболее многообещающих применений квантовых компьютеров является моделирование поведения материи вплоть до молекулярного уровня. Производители автомобилей, такие как Volkswagen и Daimler, используют квантовые компьютеры для моделирования химического состава аккумуляторов электромобилей, чтобы найти новые способы улучшить их характеристики.И фармацевтические компании используют их для анализа и сравнения соединений, которые могут привести к созданию новых лекарств.

Машины также отлично подходят для задач оптимизации, потому что они могут очень быстро перебирать огромное количество потенциальных решений. Airbus, например, использует их для расчета наиболее экономичных траекторий взлета и посадки самолетов. А Volkswagen представил сервис, который рассчитывает оптимальные маршруты движения автобусов и такси в городах, чтобы минимизировать заторы.Некоторые исследователи также считают, что машины можно использовать для ускорения искусственного интеллекта.

Квантовым компьютерам может понадобиться несколько лет, чтобы полностью раскрыть свой потенциал. Университеты и предприятия, работающие над ними, сталкиваются с нехваткой квалифицированных исследователей в этой области и нехваткой поставщиков некоторых ключевых компонентов. Но если эти новые экзотические вычислительные машины оправдают возложенные на них надежды, они смогут преобразовать целые отрасли и ускорить глобальные инновации.

Пять практических применений «жуткой» квантовой механики | Наука

Квантовая сфера может показаться противоречащей здравому смыслу.Научная фотобиблиотека/Corbis

Квантовая механика странная. Теория, описывающая работу крошечных частиц и взаимодействий, вызывала у Альберта Эйнштейна такое беспокойство, что в 1935 году он и его коллеги заявили , что она должна быть неполной — она была слишком «призрачной», чтобы быть реальной.

Проблема в том, что квантовая физика, кажется, бросает вызов общепринятым представлениям о причинности, локальности и реализме. Например, вы знаете, что луна существует, даже когда вы на нее не смотрите — это реализм.Причинно-следственная связь говорит нам, что если вы щелкнете выключателем, лампочка загорится. А благодаря жесткому ограничению скорости света, если вы щелкнете выключателем сейчас, связанный с этим эффект не может произойти мгновенно на расстоянии миллиона световых лет в зависимости от местоположения. Однако эти принципы не работают в квантовой сфере. Возможно, самым известным примером является квантовая запутанность, в которой говорится, что частицы на противоположных сторонах Вселенной могут быть неразрывно связаны, так что они мгновенно обмениваются информацией — идея, которая заставила Эйнштейна посмеяться.

Но в 1964 году физик Джон Стюарт Белл доказал, что квантовая физика на самом деле является полной и работоспособной теорией. Его результаты, теперь называемые теоремой Белла, эффективно доказали, что квантовые свойства, такие как запутанность, так же реальны, как луна, и сегодня причудливое поведение квантовых систем используется для использования в различных реальных приложениях. Вот пять самых интригующих:    

Стронциевые часы, представленные NIST и JILA в январе, будут показывать точное время в течение следующих 5 миллиардов лет.Группа Ye и Брэд Бэксли, JILA

Сверхточные часы

Надежный хронометраж — это больше, чем просто утренний будильник. Часы синхронизируют наш технологический мир, контролируя такие вещи, как фондовые рынки и системы GPS. Стандартные часы используют регулярные колебания физических объектов, таких как маятники или кварцевые кристаллы, для создания своих «тиков» и «так». Сегодня самые точные часы в мире, атомные часы, могут использовать принципы квантовой теории для измерения времени.Они отслеживают конкретную частоту излучения, необходимую для того, чтобы заставить электроны прыгать между энергетическими уровнями. Квантово-логические часы в Национальном институте стандартов и технологий США (NIST) в Колорадо отстают или отстают только на секунду каждые 3,7 миллиарда лет. А стронциевые часы NIST, представленные ранее в этом году, будут такими же точными в течение 5 миллиардов лет — дольше, чем нынешний возраст Земли. Такие сверхчувствительные атомные часы помогают в GPS-навигации, телекоммуникациях и геодезии.

Точность атомных часов частично зависит от количества используемых атомов.Находясь в вакуумной камере, каждый атом самостоятельно измеряет время и следит за случайными локальными различиями между собой и соседями. Если ученые втиснут в атомные часы в 100 раз больше атомов, они станут в 10 раз точнее, но есть предел тому, сколько атомов вы можете втиснуть. Следующая большая цель исследователей — успешно использовать запутанность для повышения точности. Запутанные атомы не будут озабочены локальными различиями, а вместо этого будут исключительно измерять течение времени, эффективно объединяя их в единый маятник.Это означает, что добавление в запутанные часы в 100 раз большего количества атомов сделало бы их в 100 раз более точными. Запутанные часы можно было бы даже соединить во всемирную сеть, которая измеряла бы время независимо от местоположения.

Наблюдателям будет нелегко взломать квантовую переписку. ФОЛЬКЕР СТЕГЕР/Science Photo Library/Corbis

Невзламываемые коды

Традиционная криптография работает с использованием ключей: отправитель использует один ключ для кодирования информации, а получатель — другой для декодирования сообщения.Однако исключить риск подслушивания сложно, а ключи могут быть скомпрометированы. Это можно исправить с помощью потенциально неуязвимого квантового распределения ключей (QKD). В QKD информация о ключе посылается через фотоны, поляризованные случайным образом. Это ограничивает фотон, так что он вибрирует только в одной плоскости — например, вверх и вниз или слева направо. Получатель может использовать поляризованные фильтры для расшифровки ключа, а затем использовать выбранный алгоритм для надежного шифрования сообщения. Секретные данные по-прежнему отправляются по обычным каналам связи, но никто не может расшифровать сообщение, если у него нет точного квантового ключа.Это сложно, потому что квантовые правила диктуют, что «чтение» поляризованных фотонов всегда будет изменять их состояние, и любая попытка подслушивания предупредит коммуникаторы о нарушении безопасности.

Сегодня такие компании, как BBN Technologies, Toshiba и ID Quantique, используют QKD для проектирования сверхзащищенных сетей. В 2007 году Швейцария опробовала продукт ID Quantique для обеспечения системы голосования с защитой от несанкционированного доступа во время выборов. А первый банковский перевод с использованием запутанной QKD был осуществлен в Австрии в 2004 году.Эта система обещает быть очень безопасной, потому что, если фотоны запутаны, любые изменения их квантовых состояний, сделанные злоумышленниками, будут немедленно видны любому, кто наблюдает за частицами, несущими ключ. Но эта система пока не работает на больших расстояниях. До сих пор запутанные фотоны были переданы на максимальное расстояние около 88 миль.

Крупный план компьютерного чипа D-Wave One. D-Wave Systems, Inc.

Сверхмощные компьютеры

Стандартный компьютер кодирует информацию в виде строки двоичных цифр или битов.Квантовые компьютеры увеличивают вычислительную мощность, потому что они используют квантовые биты или кубиты, которые существуют в суперпозиции состояний — пока они не будут измерены, кубиты могут быть и «1», и «0» одновременно.

Эта область все еще находится в разработке, но были сделаны шаги в правильном направлении. В 2011 году D-Wave Systems представила процессор D-Wave One со 128 кубитами, а годом позже — D-Wave Two с 512 кубитами. Компания заявляет, что это первые в мире коммерчески доступные квантовые компьютеры.Однако это утверждение было встречено скептически, отчасти потому, что до сих пор неясно, запутаны ли кубиты D-Wave. Исследования, опубликованные в мае, обнаружили доказательства запутанности, но только в небольшом подмножестве кубитов компьютера. Также существует неопределенность в отношении того, демонстрируют ли чипы надежное квантовое ускорение. Тем не менее, НАСА и Google объединились, чтобы создать Лабораторию квантового искусственного интеллекта на основе второй волны D. А ученые из Бристольского университета в прошлом году подключили один из своих традиционных квантовых чипов к Интернету, чтобы любой, у кого есть веб-браузер, мог изучить квантовое кодирование.

Внимательно следите за запутанностью. Оно и др., arxiv.org

Усовершенствованные микроскопы

В феврале группа исследователей из японского Университета Хоккайдо разработала первый в мире микроскоп с улучшенным запутыванием, используя технику, известную как дифференциальная интерференционно-контрастная микроскопия. Этот тип микроскопа испускает два луча фотонов в вещество и измеряет интерференционную картину, созданную отраженными лучами — картина меняется в зависимости от того, падают ли они на плоскую или неровную поверхность.Использование запутанных фотонов значительно увеличивает количество информации, которую может собрать микроскоп, поскольку измерение одного запутанного фотона дает информацию о его партнере.

Команде Хоккайдо удалось с беспрецедентной четкостью получить изображение выгравированного «Q», возвышающегося всего на 17 нанометров над фоном. Подобные методы можно использовать для улучшения разрешения астрономических инструментов, называемых интерферометрами, которые накладывают друг на друга различные волны света для лучшего анализа их свойств. Интерферометры используются для поиска внесолнечных планет, для исследования ближайших звезд и для поиска ряби в пространстве-времени, называемой гравитационными волнами.

Европейская малиновка может быть квантовой естественной. Эндрю Паркинсон/Корбис

Биологические компасы

Люди не единственные, кто использует квантовую механику. Одна из ведущих теорий предполагает, что птицы, такие как европейская малиновка, используют жуткие движения, чтобы не сбиться с пути во время миграции. В методе используется светочувствительный белок под названием криптохром, который может содержать запутанные электроны. Когда фотоны попадают в глаз, они сталкиваются с молекулами криптохрома и могут передать достаточно энергии, чтобы разорвать их на части, образуя две реактивные молекулы или радикалы с неспаренными, но все еще запутанными электронами.Магнитное поле, окружающее птицу, влияет на то, как долго сохраняются эти криптохромные радикалы. Считается, что клетки сетчатки птиц очень чувствительны к присутствию запутанных радикалов, что позволяет животным эффективно «видеть» магнитную карту, основанную на молекулах.

Однако этот процесс до конца не изучен, и есть еще один вариант: магнитная чувствительность птиц может быть связана с небольшими кристаллами магнитных минералов в их клювах. Тем не менее, если запутанность действительно имеет место, эксперименты показывают, что деликатное состояние должно длиться гораздо дольше с высоты птичьего полета, чем даже в самых лучших искусственных системах.Магнитный компас также может быть применим к некоторым ящерицам, ракообразным, насекомым и даже к некоторым млекопитающим. Например, форма криптохрома, используемая для магнитной навигации у мух, также была обнаружена в человеческом глазу, хотя неясно, использовалась ли она когда-то для аналогичной цели.

Животные Птицы Компьютеры Космическое пространство Физика

Рекомендуемые видео

Элегантная запутанность — Harvard Gazette

Гарвардские ученые сделали важный шаг к созданию квантового компьютера — устройства, которое когда-нибудь сможет использовать, например, внутренние свойства субатомных частиц, таких как электроны, для выполнения вычислений намного быстрее, чем самые мощные суперкомпьютеры.

Как описано в статье, опубликованной 13 апреля в журнале Science, исследователи впервые продемонстрировали систему, в которой два полупроводниковых спиновых квантовых бита или кубита взаимодействуют друг с другом в процессе, известном как запутывание. Без этой запутанности квантовые компьютеры просто не могут существовать.

«Запутанность является важным компонентом квантовых вычислений — это то, что дает вам возможность выполнять обобщенные, универсальные квантовые вычисления», — сказал Амир Якоби, профессор физики и прикладной физики, руководивший исследованием.«Без такой запутанности в этой области невозможно добиться чего-либо».

Квантовые компьютеры полагаются на квантово-механические свойства частиц для хранения данных и выполнения вычислений. В отличие от транзисторов, используемых в цифровых компьютерах, которые кодируют «биты» данных как ноль или единицу, кубиты могут хранить оба значения одновременно. Теоретически эта изначально параллельная природа позволяет квантовым компьютерам быть намного более мощными, чем традиционные компьютеры, которые выполняют операции последовательно.

В качестве первого шага к тому, чтобы сделать эти параллельные вычисления возможными, исследователи, работающие в лаборатории Якоби, разработали новый метод создания запутанного состояния между двумя кубитами. Воспользовавшись электростатическим взаимодействием между частицами, Якоби в сотрудничестве с докторантами Оливером Дайалом и Хендриком Блюмом, а также аспирантами Майклом Шульманом и Шенноном Харви смог создать пары кубитов в состоянии, не имеющем классического аналогового, известного как запутанное состояние.

Перепутав один кубит с другим, исследователи могут контролировать состояние одного кубита, воздействуя на другой. Эта взаимосвязанность дает квантовым компьютерам преимущество перед их классическими аналогами.

«В этом документе есть два элемента, — объяснил Якоби. «Первое — определить, как создавать эти запутанные состояния. Мы воспользовались тем фактом, что наши кубиты состоят из электронов, поэтому мы использовали их электростатическое взаимодействие, чтобы создать это условное или запутанное состояние между ними.В качестве метода создания запутанности это еще не было продемонстрировано.

«Второй элемент в статье заключается в том, что электростатическое взаимодействие слабое, поэтому для создания этой запутанности требуется время», — продолжил Якоби. «Но в это время различные элементы пытаются взаимодействовать с отдельными кубитами, из-за чего они теряют свою информацию. Потребовалось творческое мышление, чтобы спроектировать систему, которая позволяла бы накапливать их запутанность, но ограничивала бы их взаимодействие с остальной частью их окружения.

Как выразился Шульман, «хитрость в том, чтобы сделать их чувствительными друг к другу и ни к чему другому».

Решение, по словам Якоби, пришло в виде эха. Хотя тонкие колебания в эволюции каждого кубита приводят к рассинхронизации запутанных кубитов, исследователи нашли новый способ решения проблемы. Они позволили кубитам взаимодействовать в течение определенного времени, а затем перевернули каждый кубит, заставив их вернуться в исходное состояние.

Этот метод имеет два преимущества, сказал Якоби.Во-первых, взаимодействие пары кубитов создает необходимую запутанность между ними. Во-вторых, возвращение битов в исходное состояние сохраняет данные, которые были в них закодированы.

«Вы можете думать об этом как о бегунах на параллельных дорожках», — сказал Якоби. «Они пробегают определенное расстояние, а затем по сигналу поворачиваются и бегут назад на такое же расстояние, так что возвращаются к тому, с чего начали».

Подобно традиционным компьютерам, разработка Якоби квантового компьютера начинается с тонкой пластины полупроводникового материала — в данном случае арсенида галлия — «выращенного» в Институте Вейцмана.Затем исследователи помещают на пластину проволоку нанометрового размера, чтобы сформировать металлические «ворота». Затем все устройство переохлаждается до нескольких сотых градуса выше абсолютного нуля, чтобы замедлить движение атомов в пластине. При подключении к электрическому напряжению ворота захватывают электроны, что позволяет исследователям создавать свои квантовые биты.

«Концептуально люди выдвинули идею о том, что этот тип запутанности возможен еще 15 лет назад, но разрыв между возможностью что-то представить и продемонстрировать это в реальной системе огромен», — сказал Якоби.«Огромно в том смысле, что, когда люди выкладывали эти концепции, они не учли всех проблем, существующих в реальной системе. То, что природа принципиально не запрещает этого, не означает, что это можно сделать. Но дело в том, что это можно сделать, это можно сделать сегодня, и это можно сделать очень элегантно».

Золотое дно запутывания | MIT CSAIL

Квантовые компьютеры обещают огромное ускорение в некоторых вычислительных задачах, потому что они используют странное физическое свойство, называемое запутанностью, при котором физическое состояние одной крошечной частицы зависит от измерений другой.В квантовых компьютерах запутанность — это вычислительный ресурс, примерно такой же, как тактовые циклы чипа — килогерцы, мегагерцы, гигагерцы — и память в обычном компьютере.

В недавней статье в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences исследователи из CSAIL, Массачусетского технологического института и Исследовательского центра Томаса Дж. Уотсона IBM показывают, что простые системы квантовых частиц проявляют экспоненциально большую запутанность, чем считалось ранее. Это означает, что квантовые компьютеры или другие квантовые информационные устройства, достаточно мощные, чтобы иметь практическое применение, могут быть ближе, чем мы думали.

В то время как обычные компьютеры имеют дело с битами информации, квантовые компьютеры имеют дело с квантовыми битами или кубитами. Ранее исследователи считали, что в определенном классе простых квантовых систем степень запутанности в лучшем случае пропорциональна логарифму числа кубитов.

«Для моделей, удовлетворяющих определенным критериям физической обоснованности, т. е. не слишком надуманных; это то, что в принципе можно реализовать в лаборатории — люди думали, что коэффициент логарифмического размера системы — это лучшее, что вы можете сделать», — говорит Рамис Мовассаг, исследователь Watson и один из двух соавторов статьи. авторы.«Мы доказали, что запутанность масштабируется как квадратный корень из размера системы. Что на самом деле экспоненциально больше».

Это означает, что квантовый компьютер на 10 000 кубитов может демонстрировать примерно в 10 раз большую запутанность, чем считалось ранее. И эта разница увеличивается экспоненциально по мере добавления большего количества кубитов.

Логический или физический?
Это важно из-за различия в квантовых вычислениях между логическими кубитами и физическими кубитами. Логический кубит — это абстракция, используемая для формулировки квантовых алгоритмов; физический кубит — это крошечная частица материи, квантовые состояния которой одновременно управляемы и переплетены с состояниями других физических кубитов.

Вычисление, включающее, скажем, 100 логических кубитов, было бы уже за пределами возможностей всех обычных компьютеров в мире. Но с большинством современных теоретических разработок квантовых компьютеров общего назначения для реализации одного логического кубита требуется где-то около 100 физических кубитов. Большинство физических кубитов используются для квантовой коррекции ошибок и для кодирования операций между логическими кубитами.

Поскольку сохранение запутанности в больших группах кубитов является самым большим препятствием для разработки работающих квантовых устройств, извлечение большей запутанности из меньших кластеров кубитов может сделать квантовые вычислительные устройства более практичными.

Кубиты аналогичны битам в обычном компьютере, но там, где обычный бит может принимать значения 0 или 1, кубит может находиться в «суперпозиции», что означает, что он принимает оба значения одновременно. Если кубиты запутаны, они могут принимать все возможные состояния одновременно. Один кубит может принимать два состояния, два кубита — четыре, три кубита — восемь, четыре кубита — 16 и так далее. Именно способность в некотором смысле одновременно оценивать вычислительные альтернативы придает квантовым компьютерам их необычайную мощь.

В новой статье Питер Шор из CSAIL, профессор прикладной математики Морсса в Массачусетском технологическом институте, и Мовассаг, защитивший докторскую диссертацию вместе с Шором в Массачусетском технологическом институте, анализируют системы кубитов, называемые спиновыми цепями. В квантовой физике «спин» описывает способ, которым частица материи — это может быть электрон, атом или молекула — ориентируется в магнитном поле. Шор и Мовассаг рассматривают частицы материи с пятью возможными спиновыми состояниями: два верхних состояния, два соответствующих нижних состояния и нулевое, или плоское, состояние.

Ранее теоретики продемонстрировали сильную запутанность в спиновых цепях, элементы которых имеют 21 спиновое состояние и взаимодействуют друг с другом сложным образом. Но такие системы было бы чрезвычайно сложно построить в лаборатории.

Цепочка, цепочка, цепочка
Спиновую цепочку можно представить как последовательность частиц, выстроенных рядом друг с другом. Взаимодействия между спинами соседних частиц определяют полную энергию системы.

Шор и Мовассаг впервые рассмотрели множество всех возможных ориентаций их спиновой цепи, суммарная энергия которых равна нулю.Это означает, что если где-то был спин вверх любого из двух типов, то где-то должен был быть соответствующий спин вниз.

Затем они рассмотрели суперпозицию всех возможных состояний спиновой цепи. Но главный прорыв статьи состоял в преобразовании этой суперпозиции в состояние с наименьшей энергией гамильтониана.

Гамильтониан — это матрица — большая сетка чисел — фигурирующая в стандартном уравнении для описания эволюции квантовой системы.Для любого заданного состояния частиц в системе гамильтониан обеспечивает полную энергию системы.

За последние 30 лет, говорит Мовассаг, никто не нашел примера гамильтониана, чье низкоэнергетическое состояние соответствовало бы системе с такой запутанностью, как у него и у Шора. И даже для Шора и Мовассага для нахождения этого гамильтониана потребовалось немного удачи.

«Изначально мы хотели доказать другую проблему, — говорит Мовассаг. «Мы пытались придумать модель, которая доказывала бы какую-то другую теорему об общих аспектах запутанности, и постоянно терпели неудачу.Но из-за неудач наши модели становились все интереснее. В какой-то момент эти модели начали нарушать этот логарифмический фактор и зажили собственной жизнью».

Плюсы и минусы
«Это прекрасный результат, прекрасная статья», — говорит Исраэль Клих, доцент физики Университета Вирджинии. «Это, безусловно, вызвало большой интерес у некоторых частей сообщества физиков. Результат на самом деле очень, очень лаконичный и простой. Это относительно простой гамильтониан, основное состояние которого можно понять с помощью простых комбинаторных средств.

«Вдохновленные этой работой, мы недавно представили новую вариацию этой модели, еще более запутанную, которая фактически имеет линейное масштабирование запутанности», — добавляет Клих. «Причина, по которой это стало возможным, заключается в том, что если вы посмотрите на волновую функцию основного состояния, то сможете легко понять, как там возникает запутанность, и это дало нам представление о том, как натянуть ее, чтобы она была еще более запутанной».

Но Джон Карди, почетный профессор физики Оксфордского университета и приглашенный профессор Калифорнийского университета в Беркли, не считает гамильтониан ученых Массачусетского технологического института таким простым.

Leave a Reply

Ваш адрес email не будет опубликован.