Тоны Короткова. Физические основы применения неинвазивного метода Короткова для измерения систолического и диастолического давлений.

Метод Короткова – бескровный метод измерения систолического и диастолического давления крови в плечевой артерии.Тоны Короткова - звуки, которые слышны с помощью фонендоскопа, помещенного на лучевой артерии, при нагнетании воздуха в манжетку и его постепенном выпускании. Систолическое (верхнее) артериальное давление — это уровень давления крови в момент максимального сокращения сердца. Диастолическое (нижнее) артериальное давление — это уровень давления крови в момент максимального расслабления сердца. Метод Короткова предусматривает для измерения артериального давления очень простой тонометр, состоящий из механического манометра, манжеты с грушей и фонендоскопа. Метод основан на полном пережатии манжетой плечевой артерии и выслушивании тонов, возникающих при медленном выпускании воздуха из манжеты.

Если мускулатура расслаблена, то давление воздуха внутри манжеты, состоящей из эластичных стенок, приблизительно равно давлению в мягких тканях, соприкасающихся с манжетой – основная идея бескровного метода Короткова.Сначала избыточное над атмосферным давление воздуха в манжете равно нулю, манжета не сжимает руку и артерию. По мере накачивания воздуха в манжету последняя сдавливает плечевую артерию и прекращает ток крови. Выпуская воздух, уменьшают давление в манжете и в мягких тканях, с которыми она соприкасается. Когда давление станет равным систолическому, кровь будет способна пробиться через сдавленную артерию – возникает турбулентное течение. Этот процесс сопровождают характерные тоны и шумы (тоны Короткова). Продолжая уменьшать давление в манжете, можно восстановить ламинарное течение крови – резкое ослабление прослушиваемых тонов – диастолическое давление.

10. Сочленения и рычаги в опорно-двигательном аппарате человека; механическая работа человека эргометрия.*Опорно-двигательный аппарат человека состоит из сочлененных между собой костей скелета, к которым в определенных точках прикрепляются мышцы. Кости скелета действуют как рычаги, которые имеют точку опоры в сочленениях и приводятся в движение силой тяги, возникающей при сокращении мышц. Рычагом называется твердое тело, которое может вращаться около неподвижной оси. Различают три вида рычагов:

1) Когда т. опоры лежит между т. приложения действующей силы F и силы сопротивления R. Условие равновесия рычага Fа = Rb.

Пример: череп, рассматриваемый в сагит. плоскости. Ось вращения проходит через сочленение черепа с первым позвонком. R - сила тяжести головы, приложенная в центре тяжести. F - сила тяги мышц и связок, прикрепленных к затылочной кости.

2) Когда точка опоры лежит за точкой приложения силы сопротивления R, а сила F приложена на конце рычага.Условие равновесия рычага Fa = Rb, но а > b,(рычаг силы) следовательно, F > R, Пример: действие свода стопы при подъёме на полупальцы. Опорой служат головки плюсневых костей. R - сила тяжести всего тела, приложена к таранной кости. F - мышечная сила, осуществляющая подъём тела, передается через ахиллово сухожилие и приложена к выступу пяточной кости.

3) Когда сила F приложена ближе к точке опоры, чем сила R.Условие равновесия рычага . Fa=Rb,но а < b, (рычаг скорости)следовательно, F > R, Пример: кости предплечья. Точка опоры находится в локтевом суставе. F - сила мышц, сгибающих предплечье, R - сила тяж. поддерживаемого груза, приложенная обычно к кисти, а также сила тяжести самого предплечья.

Кости опорно-двигательного аппарата соединяются между собой в сочленениях или суставах.

Основной механической характеристикой сустава является число степеней свободы.

Различают суставы с 1, 2 и 3 степенями свободы.

Примеры: плече-локтевой сустав - одна степень свободы;

лучезапястный сустав - две степени свободы;

тазобедренный сустав, лопаточно-плечевое сочленение - три степени свободы (сгибание и разгибание, приведение и отведение, вращение).

*Человек с помощью мышц совершает механическую работу, которая обусловлена силой мышц и развиваемой ими мощностью. Средняя мощность, развиваемая человеком, не занятым специально физическим трудом, весьма невелика и, например, при ходьбе по ровной местности составляет 100-200 вт в зависимости от скорости.

Усталость свидетельствует о том, что мышцы совершают работу, хотя перемещения нет и работа равна нулю. Такую работу называют статической работой мышц.

Исследование работоспособности мышц называется эргометрией, а соответствующие приборы - эргометрами.

Пример: тормозной велосипед (велоэргометр). F - сила трения между лентой и ободом колеса, измеряемая динамометром. Вся работа испытуемого затрачивается на преодоление силы трения.

Тогда A = F_тр l = F_тр 2 r - за один оборот,

A = n F_тр 2 r - за n оборотов - средняя мощность.

Когда мышцы совершают работу, в них освобождается химическая энергия, накопленная в процессе метаболизма; она частично превращается в механическую работу, а частично теряется в виде тепла.

11.Работа и мощность сердца. Аппарат искусственного кровообращения.Работа, совершаемая сердцем, затрачивается на преодоление сопротивления и сообщение крови кинетической энергии.Рассчитаем работу, совершаемую при однократном сокращении левого желудочка.V_у – ударный объем крови в виде цилиндра. Можно считать, что сердце поставляет этот объем по аорте сечением S на расстояние I при среднем давлении р. Совершаемая при этом работа равна:A1 = FI = pSI = pV_y.На сообщение кинетической энергии этому объему крови затрачена работа:

где р – плотность крови;

υ – скорость крови в аорте.

Таким образом, работа левого желудочка сердца при сокращении равна:

Так как работа правого желудочка принимается равной 0,2 от работы левого, то работа всего сердца при однократном сокращении равна:

Эта формула справедлива как для покоя, так и для активного состояния организма, но эти состояния отличаются разной скоростью кровотока.

Конструктивно аппарат представляет из себя систему, состоящую из консоли с насосами и блоком управления с необходимым набором датчиков и вспомогательной оснастки (инфузионные стойки, полки из нержавеющей стали, венозный зажим). На подвижной консоли устанавливаются роликовые насосы с частотой вращения роликов до 250 об/мин. Один из насосов – артериальный – осуществляет функцию сердца, перекачивая кровь из венозной системы в артериальную. Второй насос предназначен для дренажа левого желудочка сердца, третий для отсоса крови из раны и возвращения ее в экстракорпоральный контур, четвертый и пятый насос используют для различных режимов кардиоплегии. Для уменьшения размеров аппарата и обеспечения согласованных режимов кровяной кардиоплегии насосы могут быть объединены в единый насосный модуль с 2-мя независимыми моторами но в едином корпусе и совместном электронным модулем контроля (для более точного задания объемов растворов скорости потока для этих насосов устанавливаются в пределах от 0 до 1,5 л/мин на насосном сегменте ¼ дюйма). Кроме насосов аппарат снабжен блоком контроля давления, электротермометром, смесителем газов, таймерами, детекторами уровня и пузырьков - объединенными в блок управления.