Понятие о гемодинамике. Механические модели системы кровообращения.

Литература

1. Физика и биофизика : руководство к практ. занятиям: учеб. пособие / В. Ф. Антонов [и др.]. - 2-е изд., испр. и доп. - М. : ГЭОТАР-Медиа, 2013. - 336 с.

2. Самойлов В.О. Медицинская биофизика. СПб.: СпецЛит, 2004. –496 с.

3. Рубин А.Е. Биофизика. Т1, Т2 М.: Университет «Книжный дом», 2004.

4. Физика и биофизика: Учебник / В. Ф. Антонов, Е. К. Козлова, А. М. Черныш. - 3-е изд., испр. и доп. - М.: ГЭОТАР-Медиа, 2013. - 472 с. : ил.

5. Физика и биофизика. Краткий курс: Учебное пособие для вузов / В. Ф. Антонов, А. В. Коржуев. - М.: ГЭОТАР-Медиа, 2007. - 256 с.: ил.

6. Физика и биофизика: Курс лекций для медвузов / Антонов, Валерий Федорович, Коржуев А.В. - М.: ГЭОТАР-Медиа, 2007. - 236 с.

7. Медицинская и биологическая физика: Учеб.для вузов / Ремизов, А.Н., Максина А.Г., Потапенко А.Я. - 7-е изд., стереотип. - М. : Дрофа, 2007. - 558 с. : ил. - (Высшее образование).

8. Медицинская и биологическая физика : учеб. для вузов / А. Н. Ремизов, А. Г. Максина, А. Я. Потапенко . - 10-е изд., стереотип. - М.: Дрофа, 2011. - 558 с. : ил.

9. Учебник по медицинской и биологической физике / Ремизов А.Н., Максина А.Г., Потапенко А.Я. - Изд.5-е, стереотип.6-е изд., стер. - М. : Дрофа, 2004, 2005. - 560 с. : ил.

10. Медицинская и биологическая физика: Курс лекций с задачами: Учеб. пособие / В. Н. Федоров, Е. В. Фаустов. - М.: ГЭОТАР-Медиа, 2010, 2008. - 592 с.

11. Физика и биофизика: учебник для вузов / В.Ф Антонов [и др.]. - М. : ГЭОТАР-Медиа, 2008. - 480 с.: ил.

Контроль:

Контрольные вопросы по теме занятия.

1. Понятие о гемодинамике. Механические модели системы кровообращения.

2. Особенности течения крови по сосудам. Ламинарное и турбулентное течение крови.

3. Основные физико-химические свойства крови.

4. Основные свойства форменных элементов крови.

5. Основные физиологические функции крови.

6. Кровообращение основные функции.

7. Регуляция кровообращения.

8. Общие механизмы нарушений кровообращения.

9. Методы исследования кровообращения.

10. Сфигмографическое исследование.

11. Методы исследования артериального давления.

12. Оценка вегетативных показателей кровообращения. Индекс Кердо. Минутный объем крови. Индекс минутного объема крови.

13. Реокардиографическое исследование кровобращения.

14. Дилюционные методы исследования кровообращения. Проба с разведением. Метод Фика.

15. Ультразвуковое исследование гемодинамики. Эхокардиография.

16. Перечислите факторы, влияющие на переход режима течения жидкости из ламинарного в турбулентное.

17. Что такое артериальное кровяное давление?

18. Перечислите факторы, определяющие артериальное давление.

19. Какие функции выполняет артериальное давление в организме?

20. Как изменяется давление с возрастом?

21. За счет каких механизмов повышается систолический объем у тренированных и нетренированных людей?
Тестовые вопросы по теме занятия:

1? Для ньютоновских жидкостей сила вязкости

A. -обратно пропорциональна градиенту скорости

B. -не зависит от градиента скорости

C. -прямо пропорциональна градиенту скорости

D. -обратно пропорциональна удельному весу жидкости

2?Если коэффициент вязкости жидкости зависит только от ее природы и температуры, то жидкость называется

A. -турбулентной

B. -ламинарной

C. -неньютоновской

D. -ньютоновской

E. -вязкой

3?Является ли кровь ньютоновской жидкостью?

A. -нет

B. -да

4?Чтобы снизить давление у пациета необходимо

A. -Уменьшить объемную скорость кровотока

B. -Увеличить сопротивление стенки сосуда

C. -Уменьшить вязкость крови

D. -Повысить объемную скорость кровотока

E. -Уменьшить сердечный выброс

5? Ламинарное течение переходит в турбулентное течение

1. -С увеличением скорости движения крови
2. -С изменением дзетта-потенциала
3. -При падении давления в сосуде
4. -При увеличении количества эритроцитов
5. -При увеличении количества эритроцитов

Приложение

Дидактически блок

Режимы течения крови.

Режимы течения жидкости разделяют на ламинарное и турбулентное. Ламинарное течение - это упорядоченное течение жидкости, при котором она перемещается как бы слоями, параллельными направлению течения (рис.).

С увеличением скорости движения ламинарное течение переходит в турбулентное течение, при котором происходит интенсивное перемешивание между слоями жидкости, в потоке возникают многочисленные вихри различных размеров. Частицы совершают хаотические движения по сложным траекториям. Для турбулентного течения характерно чрезвычайно нерегулярное, беспорядочное изменение скорости со временем в каждой точке потока. Исследование течения крови по сосудам в медицинской практике позволяет оценивать кровоснабжение отдельных органов и систем с целью диагностики.

Гемодинамика - (гемо- + греч. dynamikos сильный, относящийся к силе) - называют область биомеханики изучающей причины, условия и механизмы движения крови в сердечно-сосудистой системе на основе использования физических законов гидродинамики; Гем - (гемат-, гемато-, гемо-; греч. haima, haimatos кровь) - составная часть сложных слов, означающая «относящийся к крови»; Кровь - (sanguis) - жидкая ткань, осуществляющая в организме транспорт химических веществ (в т.ч. кислорода), благодаря которому происходит интеграция биохимических процессов, протекающих в различных клетках и межклеточных пространствах, в единую систему. Кровь состоит из жидкой части - плазмы и взвешенных в ней клеточных (форменных) элементов. Объем крови в норме составляет в среднем у мужчин 5200 мл, у женщин 3900 мл. Различают красные и белые кровяные тельца (клетки). В норме красных кровяных телец (эритроцитов) у мужчин 4-5×10¹²/л, у женщин 3,9-4,7×10¹²/л. В норме объем клеток составляет 35-45% объема крови.

В век широкого распространения во всём мире сердечно-сосудистых заболеваний чёткие представления о закономерностях движения крови необходимы для понимания механизмов возникновения заболеваний и принятия мер по их профилактике и лечению.

Состояние гемодинамики определяют несколько факторов, из которых наиболее важными являются: структура сосудистого русла, механические свойства стенок сосудов, реологические свойства и работа сердца. Все эти факторы находятся под влиянием ЦНС.

Система кровообращения как анатомически, так и физиологически весьма сложна. Она начинается одной трубкой - аортой, которая, постепенно разветвляясь, превращается в более чем миллион капилляров.

С точки зрения механики система кровообращения представляет собой своеобразную гидравлическую сеть т.е. сложную разветвлённую систему труб paзной длины и разного радиуса.

Физиология крови

Основной функцией крови является перенос различных веществ, в т.ч. тех, с помощью которых организм защищается от воздействия окружающей среды или регулирует функции отдельных органов. В зависимости от характера переносимых веществ различают следующие функции крови.

Дыхательная функция - транспорт кислорода от легочных альвеол к тканям и углекислоты от тканей к легким. Питательная функция - перенос питательных веществ (глюкозы, аминокислот, жирных кислот, триглицеридов и др.) от органов, где эти вещества образуются или накапливаются, к тканям, в которых они подвергаются дальнейшим превращениям. Экскреторная функция - перенос конечных продуктов обмена веществ (мочевины, креатинина, мочевой кислоты и др.) в почки и другие органы (например, кожу, желудок) и участии в процессе образования мочи. Гомеостатическая функция - достижение постоянства внутренней среды организма благодаря перемещению крови, омыванию ею всех тканей, с межклеточной жидкостью которых ее состав уравновешивается. Регуляторная функция - перенос гормонов, вырабатываемых железами внутренней секреции, и других биологически активных веществ, с помощью которых осуществляется регуляция функций отдельных клеток тканей. Терморегуляторная функция - изменения величины кровотока в коже, подкожной клетчатке, мышцах и внутренних органах под влиянием изменения температуры окружающей среды: Перемещение крови благодаря ее высокой теплопроводности и теплоемкости увеличивает потери тепла организмом, когда существует угроза перегревания, или, наоборот, обеспечивает сохранение тепла при понижении температуры окружающей среды. Защитную функцию выполняют вещества обеспечивающие гуморальную защиту организма от инфекции и попадающих в кровь токсинов (например, лизоцим), а также лимфоциты, участвующие в образовании антител.

Кровообращение

Кровообращение (circulatio sanguinis) - непрерывное движение крови по замкнутой системе полостей сердца и кровеносных сосудов, обеспечивающее все жизненно важные функции организма.

Направленный ток крови обусловлен градиентом давления, который определяется активной (насосной) работой сердца, объемом (массой) циркулирующей крови, ее вязкостью, сопротивлением сосудов току крови и другими факторами. Величина градиента давления имеет пульсирующий характер, обусловливаемый периодическими сокращениями сердца и изменениями тонуса кровеносных сосудов.

По строению, биофизическим особенностям и функции кровеносные сосуды подразделяют на магистральные сосуды (аорта и крупные артерии), по которым осуществляется поступательный кровоток за счет потенциальной энергии растянутых в систолу стенок; сосуды сопротивления (мелкие артерии и артериолы), определяющие величину общего периферического сосудистого сопротивления; обменные сосуды (капилляры), обеспечивающие обмен веществ между кровью и тканями; шунтирующие сосуды (артериовенозные анастомозы), по которым осуществляется сброс крови из артерий в вены, минуя капилляры; емкостные сосуды (вены), обладающие большой растяжимостью и низкой эластичностью (содержат до 70-80% объема циркулирующей крови).

Условно выделяют большой и малый круг кровообращения. У взрослого человека приблизительно 84% всего объема крови содержится в большом круге кровообращения, около 10% - в малом и около 7% - в сердце. Объем (масса) циркулирующей крови (т.е. общий объем крови за вычетом объема крови, находящегося в кровяных депо) у взрослого человека составляет 4-6 л, что соответствует 6-8% веса (массы) тела. Кровяными депо называют органы, которые могут задерживать в своих сосудах значительное количество крови (как правило, в концентрированном виде). Основными органами, выполняющими такую функцию, являются печень, селезенка, субпапиллярное сосудистое сплетение кожи, почки, легкие, костный мозг. Мобилизация их функции как депо крови возникает в условиях повышения потребности организма в кислородной емкости крови (интенсивная мышечная работа, стресс-реакции и др.).

Кровообращение характеризуется следующими основными показателями.

Систолический (ударный) объем крови (СОК), выбрасываемой сердцем за одно сокращение. В покое он равен 60-70 мл, при физической нагрузке может возрастать в 3-5 раз. СОК левого и правого желудочков одинаков.

Минутный объем крови (МОК), выбрасываемой сердцем за 1 мин. В покое составляет 5,0-5,5 л, при физической работе увеличивается в 2-4 раза, у тренированных - в 6-7 раз. При заболеваниях, например при декомпенсированных пороках сердца или первичной гипертензии малого круга, МОК снижается до 2,5-1,5 л.

Объем (масса) циркулирующей крови (ОЦК) составляет 75-80 мл на 1 кг массы тела. При физических нагрузках, декомпенсированных пороках сердца ОЦК увеличивается (гиперволемия) из-за выхода крови из кровяных депо, достигая 140-190 мл/кг. При кровопотере, коллапсе, шоке, обезвоживании организма ОЦК уменьшается (гиповолемия).

Частота сердечных сокращений (ЧСС) в одну минуту (ударов в 1 мин) колеблется от 60 до 80 ударов в 1 мин; у тренированных людей - в пределах 40-60 ударов в 1 мин. Максимальная частота при тяжелой физической нагрузке может достигать 180-240 ударов в 1 мин. При различных видах патологии сердечно-сосудистой системы ЧСС меняется в сторону учащения или урежения.

Время кругооборота крови - это время, в течение которого единица объема крови проходит оба круга кровообращения. В норме оно составляет 20-25 с. Уменьшается при физической нагрузке и увеличивается при нарушениях кровообращения, например при декомпенсированных пороках сердца оно достигает 50-60 с.

Давление крови (кровяное давление) обеспечивает кровоток по системе кровеносных сосудов. Его величина зависит от многих факторов и существенно отличается в различных областях тела.

Регуляция кровообращения

Регуляция кровообращения обеспечивается взаимодействием местных гуморальных механизмов при активном участии нервной системы и направлена на оптимизацию соотношения кровотока в органах и тканях с уровнем функциональной активности организма.

В процессе обмена веществ в органах и тканях постоянно образуются метаболиты, влияющие на тонус кровеносных сосудов. Интенсивность образования метаболитов (СО₂ или Н⁺; лактата, пирувата, АТФ, АДФ, АМФ и др.), определяемая функциональной активностью органов и тканей, является одновременно и регулятором их кровоснабжения. Этот тип саморегуляции называется метаболическим.

Гуморальная регуляция кровообращения осуществляется с участием гормонов, ренин-ангиотензиновой системы, кининов, простагландинов, вазоактивных пептидов, регуляторных пептидов, отдельных метаболитов, электролитов и других биологически активных веществ.

В основе нервной регуляции кровообращения лежит взаимодействие безусловных и условных сердечно-сосудистых рефлексов. Их подразделяют на собственные и сопряженные рефлексы. Афферентное звено собственных рефлексов кровообращения представлено ангиоцепторами (баро- и хеморецепторами), расположенными в различных участках сосудистого русла и в сердце. В продолговатом мозге располагаются жизненно важные ядра сердечно-сосудистого центра. Вегетативная иннервация охватывает все кровеносные сосуды кроме капилляров.

Сфигмография

Физиологическим параметром гемодинамики, известным врачам в течение тысяч лет, является пульс (от лат. pulsus - «удар»). Это колебания сосудистой стенки, связанные с сердечной деятельностью. Выделяют артериальный и венный пульсы, имеющие различную природу и характеристики.

Артериальный пульс - вызван выбросом крови из сердца и распространяющееся вдоль сосудистой стенки. Линейная скорость движения крови в аорте и ее ветвях не превышает 0,5-0,6 м/с, но пульсовая волна передается вдоль стенки крупных артерий со скоростью от 4 до 10 м/с и больше.

Графический метод исследования механических колебаний артериальной стенки, возникающих при прохождении пульсовой волны, называется сфигмографией.

Вегетативный индекс Кердо

Расчет вегетативного индекса (ВИ) Кердо:

где Д - величина диастолического давления; ЧСС - частота сердечных сокращений в 1 мин.

Трактовка: при полном вегетативном равновесии (эйтония) в сердечно-сосудистой системе ВИ = 0.

Если коэффициент положительный, то преобладают симпатические влияния; если цифровое значение коэффициента получают со знаком минус, то повышен парасимпатический тонус.

Минутный объем крови

Исследование минутного объема крови (непрямым способом Лилье - Штрандера и Цандера), т. е. относительных показателей. Схема расчета:

где МО - минутный объем; АДcр - среднее АД; АДред - редуцированное АД.

Трактовка:у здоровых минутный объем равен 4,4 л. При повышении симпатического тонуса минутный объем повышается, при парасимпатическом - понижается.

Реокардиография

Реокардиография (греч. rheos течение, поток+kardia сердце+graphō писать, изображать; синоним: импедансная кардиография, грудная реография) - метод исследования сердечной деятельности, основанный на измерении изменений полного электрического сопротивления (импеданса) грудной клетки, связанных с динамикой кровенаполнения сердца и крупных сосудов в течение сердечного цикла. Применяют реографию для изучения гемодинамики в малом круге кровообращения, фазового анализа сердечного цикла, но главное ее предназначение - неинвазивное определение величины ударного объема (УО) сердца. Простота и безопасность метода при удовлетворительной его точности делают его ценным для использования кабинетах функциональной диагностики поликлиник. Определение с помощью реокардиографии величины УО позволяет рассчитать минутный объем кровообращения и ряд важных показателей гемодинамики, в т.ч. объемную скорость кровотока в аорте, мощность сердечных сокращений, величину общего периферического сопротивления кровотоку.

Проба с разведением.

Внутривенно вводится известное количество красителя, засекают время и считают пульс. Через равные промежутки времени (1 мин) берут кровь и в ней определяют спектрофотометрически концентрацию красителя в плазме до тех пор пока концентрация не перестанет расти (т.е. весь краситель смешался со всем объёмом крови). Из полученных результатов можно рассчитать в скольких литрах крови растворился краситель т.е. мы получим объём циркулирующей крови. Зная время достижения равномерного распределения красителя в крови можно рассчитать минутный объём крови, а зная пульс можно рассчитать средний объём одного сердечного сокращения.

Метод Фика (Fick)

Метод Фика (A. Fick, 1829 - 1901, немецкий врач) - метод измерения минутного объема сердца, основанный на определении разницы в содержании кислорода или двуокиси углерода в крови, взятой из правых отделов сердца, и в артериальной крови, а также одновременном определении потребления кислорода или выделения двуокиси углерода. Для расчета минутного объема сердца (в л), согласно которой он равен отношению (умноженному на 100) количества потребленного кислорода или выделенной двуокиси углерода (в л/мин) к соответствующему значению разности процентного содержания кислорода или двуокиси углерода в артериальной и венозной крови. Проба с разведением и метод Фика - относятся к делюционным (разведение) методам.

Эхокардиография

Эхокардиография (греч. ēchō отголосок, эхо+kardia сердце + graphō писать, изображать: синоним ультразвуковая кардиография) - метод исследования и диагностики нарушений морфологии и механической деятельности сердца, основанный на регистрации отраженных от движущихся структур сердца ультразвуковых сигналов.

Для эхокардиографии применяют специальные приборы - эхокардиографы, обязательными элементами конструкции которых являются генератор ультразвука (частотой от 1 до 10 МГц), направляемого в виде луча через грудную стенку на различные отделы сердца (рис. 2); датчик, воспринимающий отраженные ультразвуковые сигналы; преобразователь воспринимаемых ультразвуковых волн в электромагнитные и их усилитель, а также регистрирующее устройство, позволяющее получать изображение изучаемых структур сердца - эхокардиограмму (на экране, специальной фотобумаге) и фиксировать его на носителе информации. Современные эхокардиографы оснащены также электрокардиографическим каналом для синхронной регистрации с эхокардиограммой ЭКГ и компьютером, использование которых значительно повышает качество обработки и анализа данных исследования.

Принцип метода основан на свойстве ультразвука отражаться на границе двух сред с неодинаковой акустической плотностью, или ультразвуковым сопротивлением. Чем больше разность ультразвукового сопротивления на границе сред, тем сильнее степень отражения, которая зависит также от угла падения луча на поверхность раздела сред. Чем выше частота ультразвука, т.е., чем короче длина волны, тем выше разрешающая способность используемого аппарата; при частоте 2,25 МГц разрешающая способность соответствует примерно 1 мм.

Допплер-эхокардиограмма в форме спектрограммы обычно регистрируется вместе с ЭхоКГ. В большинстве случаев исследуют потоки крови вблизи клапанов сердца. Типичные спектрограммы нормального потока вблизи митрального и аортального клапанов представлены на рис. 2 и рис. 3. Основными признаками нормального потока крови являются его ламинарность (отсутствие завихрений) и естественное для данной фазы сердечного цикла направление. Ламинарный поток характеризуется на спектрограмме четкостью эхосигналов и наличием в спектральной полосы светлого «окна». Направление потока определяется на спектрограмме по ее расположению выше изолинии (поток направлен к датчику) либо ниже изолинии (поток направлен от датчика) При индикации со стороны левого желудочка нормальным направлением потока в диастолу когда желудочек заполняется кровью из предсердия, является направление к датчику, которое хорошо определяется при локализации вблизи митрального клапана (рис. 2); в систолу естественным является направление потока от датчика (изгнание крови из желудочка в аорту), четко определяемое при локализации вблизи устья аорты (рис. 3). При появлении в потоке вихрей, направленных как к датчику, так и от датчика (турбулентный поток), спектрограмма утрачивает признак светлого «окна», эхосигналы становятся менее четкими и располагаются как ниже, так и выше изолинии (рис. 4).

Цветная двухмерная Допплер-эхокардиограмма отражает те же свойства потока крови, что и спектрограмма, но в процессе ее воспроизведения на экране осциллоскопа можно наблюдать движение потоков крови в сердце в реальном масштабе времени. При этом ламинарный поток крови, направленный к датчику, представлен на экране монитора одним цветом, например красным, от датчика - другим, например синим (рис. 5). Турбулентный поток имеет мозаичный вид с преобладанием зеленого цвета.

Техника исследования проста, но его проводит только специально подготовленный врач, хорошо знающий топографию структур сердца в норме, характер их возможных патологических изменений при различных заболеваниях и отображение нормальных и измененных структур на эхокардиограмме в разные периоды сердечного цикла. Э. осуществляют в синхронной записи с ЭКГ в одном из стандартных или однополосных отведений, которые выбираются по хорошей выраженности зубцов желудочкового комплекса.

←Рис. 4. М-эхокардиограммы (вверху) и допплер-эхокардиограммы в форме спектрограмм (внизу) потока крови на уровне аортального клапана: при стенозе устья аорты; отраженные сигналы от патологического потока крови через аорту (указаны стрелкой) регистрируются в виде сплошной заштрихованной полосы без «окна», что свидетельствует о турбулентном потоке, не имеют четкой очерченности и направлены как вниз, так и вверх от изолинии из-за направления части вихревых потоков к датчику.

Рис. 5. Двухмерная цветная допплер-эхокардиограмма с изображением сердца в проекции длинной оси: в период диастолы, красный цвет указывает направление потока крови в сторону датчика, поток соответствует фазе быстрого наполнения левого желудочка. Справа от эхокардиограммы видна цветовая шкала потоков и шкала акустической плотности.

Литература

1. Физика и биофизика : руководство к практ. занятиям: учеб. пособие / В. Ф. Антонов [и др.]. - 2-е изд., испр. и доп. - М. : ГЭОТАР-Медиа, 2013. - 336 с.

2. Самойлов В.О. Медицинская биофизика. СПб.: СпецЛит, 2004. –496 с.

3. Рубин А.Е. Биофизика. Т1, Т2 М.: Университет «Книжный дом», 2004.

4. Физика и биофизика: Учебник / В. Ф. Антонов, Е. К. Козлова, А. М. Черныш. - 3-е изд., испр. и доп. - М.: ГЭОТАР-Медиа, 2013. - 472 с. : ил.

5. Физика и биофизика. Краткий курс: Учебное пособие для вузов / В. Ф. Антонов, А. В. Коржуев. - М.: ГЭОТАР-Медиа, 2007. - 256 с.: ил.

6. Физика и биофизика: Курс лекций для медвузов / Антонов, Валерий Федорович, Коржуев А.В. - М.: ГЭОТАР-Медиа, 2007. - 236 с.

7. Медицинская и биологическая физика: Учеб.для вузов / Ремизов, А.Н., Максина А.Г., Потапенко А.Я. - 7-е изд., стереотип. - М. : Дрофа, 2007. - 558 с. : ил. - (Высшее образование).

8. Медицинская и биологическая физика : учеб. для вузов / А. Н. Ремизов, А. Г. Максина, А. Я. Потапенко . - 10-е изд., стереотип. - М.: Дрофа, 2011. - 558 с. : ил.

9. Учебник по медицинской и биологической физике / Ремизов А.Н., Максина А.Г., Потапенко А.Я. - Изд.5-е, стереотип.6-е изд., стер. - М. : Дрофа, 2004, 2005. - 560 с. : ил.

10. Медицинская и биологическая физика: Курс лекций с задачами: Учеб. пособие / В. Н. Федоров, Е. В. Фаустов. - М.: ГЭОТАР-Медиа, 2010, 2008. - 592 с.

11. Физика и биофизика: учебник для вузов / В.Ф Антонов [и др.]. - М. : ГЭОТАР-Медиа, 2008. - 480 с.: ил.

Контроль:

Контрольные вопросы по теме занятия.

1. Понятие о гемодинамике. Механические модели системы кровообращения.

2. Особенности течения крови по сосудам. Ламинарное и турбулентное течение крови.

3. Основные физико-химические свойства крови.

4. Основные свойства форменных элементов крови.

5. Основные физиологические функции крови.

6. Кровообращение основные функции.

7. Регуляция кровообращения.

8. Общие механизмы нарушений кровообращения.

9. Методы исследования кровообращения.

10. Сфигмографическое исследование.

11. Методы исследования артериального давления.

12. Оценка вегетативных показателей кровообращения. Индекс Кердо. Минутный объем крови. Индекс минутного объема крови.

13. Реокардиографическое исследование кровобращения.

14. Дилюционные методы исследования кровообращения. Проба с разведением. Метод Фика.

15. Ультразвуковое исследование гемодинамики. Эхокардиография.

16. Перечислите факторы, влияющие на переход режима течения жидкости из ламинарного в турбулентное.

17. Что такое артериальное кровяное давление?

18. Перечислите факторы, определяющие артериальное давление.

19. Какие функции выполняет артериальное давление в организме?

20. Как изменяется давление с возрастом?

21. За счет каких механизмов повышается систолический объем у тренированных и нетренированных людей?
Тестовые вопросы по теме занятия:

1? Для ньютоновских жидкостей сила вязкости

A. -обратно пропорциональна градиенту скорости

B. -не зависит от градиента скорости

C. -прямо пропорциональна градиенту скорости

D. -обратно пропорциональна удельному весу жидкости

2?Если коэффициент вязкости жидкости зависит только от ее природы и температуры, то жидкость называется

A. -турбулентной

B. -ламинарной

C. -неньютоновской

D. -ньютоновской

E. -вязкой

3?Является ли кровь ньютоновской жидкостью?

A. -нет

B. -да

4?Чтобы снизить давление у пациета необходимо

A. -Уменьшить объемную скорость кровотока

B. -Увеличить сопротивление стенки сосуда

C. -Уменьшить вязкость крови

D. -Повысить объемную скорость кровотока

E. -Уменьшить сердечный выброс

5? Ламинарное течение переходит в турбулентное течение

1. -С увеличением скорости движения крови
2. -С изменением дзетта-потенциала
3. -При падении давления в сосуде
4. -При увеличении количества эритроцитов
5. -При увеличении количества эритроцитов

Приложение

Дидактически блок

Понятие о гемодинамике. Механические модели системы кровообращения.

Биофизический анализ кровообращения - это описание взаимосвязи давления и скорости движения крови, в зависимости от физических параметров крови, кровеносных сосудов и функционирования сердце. Следует учитывать при этом плотность, удельный вес и вязкость крови.

Ньютоновской называется жидкость, коэффициент вязкости которой зависит только от ее природы и температуры. Для ньютоновских жидкостей сила вязкости прямо пропорциональна градиенту скорости. Коэффициент вязкости в которой является постоянным параметром, не зависящим от условий течения жидкости.

Неньютоновской называется жидкость, коэффициент вязкости которой зависит не только от природы вещества и температуры, но и от условий течения жидкости, в частности от градиента скорости. Коэффициент вязкости в этом случае не является константой вещества. При этом вязкость жидкости характеризуют условным коэффициентом вязкости, который относится к определенным условиям течения жидкости (например, давление, скорость).

Кровь - неньютоновская жидкость. В наибольшей степени это связано с тем, что она обладает внутренней структурой, представляя собой суспензию форменных элементов в растворе - плазмы. Плазма - практически ньютоновская жидкость. Поскольку 93% форменных элементов составляют эритроциты, то при упрощенном рассмотрении кровь – это суспензия эритроцитов в физиологическом растворе.

1. Крупные сосуды (аорта, артерии): Диаметр сосуда больше диаметра эритроцита, градиент скорости небольшой, эритроциты собираются в виде монетных столбиков, вязкость крови небольшая.

2. Мелкие сосуды (мелкие артерии, артериолы): Диаметр сосуда больше диаметра эритроцита в 5-20 раз. Градиент скорости увеличивается и все эритроциты движутся самостоятельно, тем самым уменьшая вязкость крови. Для этих сосудов чем меньше диаметр просвета, тем меньше вязкость крови. В сосудах диаметром около 5 d _эр вязкость крови составляет примерно 2/3 вязкости крови в крупных сосудах.

3. Микрососуды (капилляры): Диаметр сосуда меньше диаметра эритроцита. В сосуде эритроциты легко деформируются, становясь похожими на купол, и проходят, не разрушаясь, через капилляры даже диаметром 3 мкм. В результате поверхность соприкосновения эритроцитов со стенкой капилляра увеличивается по сравнению с недеформированным эритроцитом, способствуя обменным процессам.

Режимы течения крови.

Режимы течения жидкости разделяют на ламинарное и турбулентное. Ламинарное течение - это упорядоченное течение жидкости, при котором она перемещается как бы слоями, параллельными направлению течения (рис.).

С увеличением скорости движения ламинарное течение переходит в турбулентное течение, при котором происходит интенсивное перемешивание между слоями жидкости, в потоке возникают многочисленные вихри различных размеров. Частицы совершают хаотические движения по сложным траекториям. Для турбулентного течения характерно чрезвычайно нерегулярное, беспорядочное изменение скорости со временем в каждой точке потока. Исследование течения крови по сосудам в медицинской практике позволяет оценивать кровоснабжение отдельных органов и систем с целью диагностики.

Гемодинамика - (гемо- + греч. dynamikos сильный, относящийся к силе) - называют область биомеханики изучающей причины, условия и механизмы движения крови в сердечно-сосудистой системе на основе использования физических законов гидродинамики; Гем - (гемат-, гемато-, гемо-; греч. haima, haimatos кровь) - составная часть сложных слов, означающая «относящийся к крови»; Кровь - (sanguis) - жидкая ткань, осуществляющая в организме транспорт химических веществ (в т.ч. кислорода), благодаря которому происходит интеграция биохимических процессов, протекающих в различных клетках и межклеточных пространствах, в единую систему. Кровь состоит из жидкой части - плазмы и взвешенных в ней клеточных (форменных) элементов. Объем крови в норме составляет в среднем у мужчин 5200 мл, у женщин 3900 мл. Различают красные и белые кровяные тельца (клетки). В норме красных кровяных телец (эритроцитов) у мужчин 4-5×10¹²/л, у женщин 3,9-4,7×10¹²/л. В норме объем клеток составляет 35-45% объема крови.

В век широкого распространения во всём мире сердечно-сосудистых заболеваний чёткие представления о закономерностях движения крови необходимы для понимания механизмов возникновения заболеваний и принятия мер по их профилактике и лечению.

Состояние гемодинамики определяют несколько факторов, из которых наиболее важными являются: структура сосудистого русла, механические свойства стенок сосудов, реологические свойства и работа сердца. Все эти факторы находятся под влиянием ЦНС.

Система кровообращения как анатомически, так и физиологически весьма сложна. Она начинается одной трубкой - аортой, которая, постепенно разветвляясь, превращается в более чем миллион капилляров.

С точки зрения механики система кровообращения представляет собой своеобразную гидравлическую сеть т.е. сложную разветвлённую систему труб paзной длины и разного радиуса.