Гемодинамическое сопротивление формула

Биофизика системы кровообращения гидродинамика гемодинамика Гидродинамика

Гемодинамическое сопротивление формула

Биофизика системы кровообращения

гидродинамика гемодинамика Гидродинамика – раздел механики сплошных сред, в котором изучается движение несжимаемых жидкостей (плотность постоянна) и взаимодействие этих жидкостей с твердыми телами. Гемодинамика изучает движение крови по сосудам, возникающее вследствие разности гидростатического давления в различных участках сосудистой системы

Основные гемодинамические показатели 1. Скорость кровотока 2. Кровяное давление 3. Общее периферическое сопротивление сосудов (ОПСС)

Скорость тока жидкости Линейная: расстояние, пройденное за единицу времени Объемная: объем жидкости, прошедший за единицу времени через единицу поперечного сечения S

Для каждой точки пространства нужно знать вектор скоростив каждый момент времени (поле скоростей) Линии тока- линии, касательные к которым совпадают с направлением вектора скорости течения жидкости v При стационарном течении любая частица жидкости проходит через данную точку с одной и той же скоростью: поле скоростей и линии поля не меняются

Трубка тока Часть жидкости между линиями тока S 2 S 1 ! Частицы жидкости при движении не пересекают стенок трубки !

Условие неразрывности струи Закон сохранения массы

Теорема о неразрывности струи Возьмем очень тонкую трубку тока – скорость всех частиц в ней будем считать постоянной и перпендикулярной сечению S За единицу времени

Теорема о неразрывности струи За единицу времени через сечения S 1 и S 2 протекают равные массы жидкости S 2 S 1

Выводы В разветвленной трубке объемная скорость потока одинакова во всех суммарных поперечных сечениях

10 см/с 5 см/с 2 см 2 4 см 2 При заданной объемной скорости жидкости, изменение сечения приводит к пропорциональному изменению линейной скорости

Условие неразрывности струи выполняется в гемодинамике: в любом сечении сердечнососудистой системы объемная скорость кровотока одинакова (около 5 л/мин в покое) Площадь суммарного просвета всех капилляров в 700 – 800 раз больше поперечного сечения аорты. В первом приближении скорость движения по капиллярам в 700 раз меньше, чем в аорте (1 мм/с)

Задача 1 Наблюдая под микроскопом движение эритроцитов в капилляре, можно измерить скорость течения крови (vк= 0, 5 мм/с). Средняя скорость крови в аорте составляет 40 см/с. Определите, во сколько раз сумма поперечных сечений капилляров больше сечения аорты.

Решение

Течение вязких жидкостей

Неидеальная жидкость, силы внутреннего трения Будем равномерно двигать верхнюю пластину v F v 0 Fтр d z V=0 Сила F уравновешивается противоположно направленной силой Fтр

Коэффициент внутреннего трения (вязкость) Найдено, что Площадь пластин Эта формула определяет силу трения между соприкасающимися слоями жидкости

скорость меняется в разных слоях по линейному закону Вязкость Скорость сдвига Формула определяет модуль силы трения

Единицей вязкости в системе СИ является вязкость, при которой градиент скорости 1 м/с на 1 см приводит к возникновению силы трения 1 дин на 1 см 2 касающихся слоев: 1 Па∙с = 10 Пуаз Вязкость воды = 1 м. Па ∙с = 1 с. П Вязкость крови в норме около 5 с. П (5 м. Па ∙с в 5 раз больше вязкости воды)

Коэффициент вязкости зависит от температуры: у жидкостей сильно уменьшается с повышением температуры (при нагреве воды от 0 до 20 градусов вязкость уменьшается почти в два раза)

По вязким свойствам жидкости делятся на 1. Ньютоновские: η зависит от природы жидкости и температуры; 2. Неньютоновские: η зависит, кроме того, от условий течения жидкости (в частности, от скорости сдвига)

Кровь – неньютоновская жидкость Пример неньютоновской жидкости – суспензии; Кровь – суспензия эритроцитов в физиологическом растворе, Дополнительная сложность – эритроциты способны к агрегации, условия образования агрегатов различны при разных скоростях течения Структура крови различна в разных сосудах

Крупные сосуды (аорта, артерии) dс>>dэр; dс>dагр Образуются конгломераты, вязкость невелика (5 м. Па∙с) Мелкие сосуды (артериолы) dс~(5 -20)dэр; dс~dагр Вязкость велика – 800 м. Па∙с. В сосудах тоньше 0, 5 мм вязкость уменьшается пропорционально уменьшению диаметра (эффект Фареуса. Линдквиста)

Капилляры dс

Характер течения жидкости

Ламинарное и турбулентное течение Жидкость можно разделить на несмешивающиеся слои – ламинарное ( «слоистое» ) течение; стационарно Скорость частиц меняется беспорядочно, жидкость перемешивается, течение турбулентное

Работа сердца зависит от Q При ламинарном течении При турбулентном течении

Осборн Рейнольдс: Характер течения зависит от безразмерной величины: Коэффициент вязкости Размер сечения Плотность жидкости До Re* течение ламинарное, после турбулентное

Для круглой трубы диаметра D Уже при Re = 400 возникают локальные завихрения в изгибах и разветвлениях артерий Кинематическая вязкость Динамическая вязкость Число Рейнольдса используют для сравнения характера течения

Пример клинической значимости гидродинамических факторов Атеросклероз Поток в области ответвлений почечных артерий от абдоминальной аорты Sabbah et al. 1984. Flow separation in the renal arteries. Arteriosclerosis, 4: 28 -33.

Задача 2 Рассчитайте число Рейнольдса для артериального кровотока, приняв кровь как ньютоновскую жидкость. Динамическая вязкость крови 5000 мк. Па∙с, диаметр аорты 2, 5 см, плотность 1, 06 г/мл. Скорость движения крови 40 см/с. Каков характер течения, если Re*=2000?

Решение

Кровяное давление и общее периферическое сопротивление сосудов Закон Пуазейля

Течение жидкости в круглой трубе При движении жидкости в круглой трубе скорость равна нулю у стенок и максимальна по оси трубы. Течение стационарное и ламинарное. Найдем v(r).

Выделим внутри трубы коаксиальный цилиндр Fтр r p 2 p 1 l

При стационарном течении сумма всех внешних сил, приложенных к любому объему жидкости равна нулю. Внутренние силы : на основание цилиндра в направлении движения жидкости действуют силы давления

На боковую поверхность трубы действует сила трения

Условие стационарности Так как скорость убывает с расстоянием от оси трубы

Разделим переменные После интегрирования

На стенках трубы скорость должна быть равна нулю v = 0 при r = R

На оси трубы r = 0 Ламинарное течение: профиль параболический Турбулентное течение

Вычислим поток Q Объем жидкости, протекающий через поперечное сечение трубы за единицу времени Объем, проходящий через кольцо за 1 секунду r dr R скорость Площадь кольца

При ламинарном течении среднее по сечению значение скорости равно половине скорости на оси трубы.

Формула Пуазейля Подставим значение для v 0 Объемная скорость тока жидкости

Закон Пуазейля применим к ламинарному потоку гомогенных ньютоновских жидкостей в прямых жестких цилиндрических трубках.

Если кровь течет по нескольким сосудам одинакового калибра (n), включенным параллельно,

Решим уравнение Пуазейля относительно давления w ОПСС сильно зависит от радиуса сосуда Гемодинамическое сопротивление (общее периферическое сопротивление сосудов, ОПСС) Разность давлений (кровяное давление) зависит от объемной скорости кровотока (массы крови и сократительной деятельности сердца) и ОПСС (в основном, радиус сосуда) Регуляция АД связана с изменением просвета сосудов

Анализ уравнения Пуазейля w Сравним с законом Ома: U = RI Аналогия с законом Ома позволяет моделировать кровообращение при помощи электрических цепей

Резистивная модель

Гемодинамическое сопротивление При последовательном включении сосудов При параллельном включении сосудов если при разветвлении получаются сосуды одного диаметра

Суммарное ОПСС W = 140 Па∙с /мл На артериовенозные аностомозы и сосуды-сфинктеры 2%

wаорты < wартерии

Источник: //present5.com/biofizika-sistemy-krovoobrashheniya-gidrodinamika-gemodinamika-gidrodinamika/

КД. Гемодинамическое сопротивление

Гемодинамическое сопротивление формула

< Предыдущая СОДЕРЖАНИЕ Следующая >

Перейти к загрузке файла

крови оказывает существенное влияние и на второй основной гемодинамический показатель (КД). Для анализа факторов, от которых зависит КД, рассмотрим уравнение Пуазеля относительно изменения давления, которое имеет вид:l – длина кровеносного сосуда, соответствующего уровня ветвления;r – радиус сосуда соответствующего уровня ветвления;Q – объемная скорость кровотока.- гемодинамическое сопротивление.[]=[]Величина Rr отображает сопротивление сосудистого русла кровотоку, включая все факторы, от которых оно зависит. В этой связи Rr оказалось полезной величиной для расчета и моделирования сердечно-сосудистой системы, при создании искусственных аппаратов кровообращения, и при протезировании сердца и сосудов.Характер уравнения Пуазелля относительно свидетельствует, что КД зависит от объемной скорости кровотока и следовательно, от массы циркулирующей крови и сократительной деятельности миокарда, которые и определяют эту скорость. Еще в большей степени оказывают влияние на динамику КД гемодинамическое сопротивление (Rr) и, прежде всего, такой его компонент, как радиус сосуда, который входит в формулу в 4-ой степени (). В этой связи, изменение r на 20% вызывает изменение КД в сосуде более чем в 2 раза. Таким образом, даже небольшие колебания просвета кровеносных сосудов оказывают сильное влияние на кровообращение. Не случайно регуляция уровня КД в организме связана с нервными или гуморальным (химическими) влияниями, прежде всего, на гладкомышечную оболочку кровеносных сосудов, в целях активного изменения их просветов. Как правило, на это же направляются основные фармакологические средства, нормализующие КД.Проанализируем изменение Rr в системе кровообращения на модели разветвленной сосудистой трубки. Rr в разных отделах сосудистой трубки имеет следующее значение:

Гемодинамическое сопротивление в разных сечениях кровеносного русла

1 – аорта; 2 – артерии; 3 – артериоллы; 4 – капилляры; 5 – вены.

Все крупные артерии имеют большой радиус, который мало изменяется в обычных условиях. Поэтому их вклад в Rr и в его изменение незначителен, хотя длина артерии сравнительно велика.

По мере удаление от желудочков, число артерий, включаемых параллельно кровотоку возрастает, поскольку при параллельном включении в кровообращение многих (n) сосудов Rr начинает падать в n раз, и вклад этого звена артериального русла должен быть, казалось бы, меньше, по сравнению с вкладом крупных артерий, тем более что по мере удаления от сердца, каждое разветвление артерий становится короче.

Однако, по мере ветвления артерий, уменьшается их радиус, а, поскольку Rr зависит от r в 4 степени, то Rr становится тем больше, чем дальше от сердца расположено данное артериальное русло. Особенно резкое увеличение Rr наблюдается на уровне артериолл. Переход от артериолл к капиллярам характеризуется значительным увеличением количества параллельно включаемых сосудов.

Тогда, как радиус прекапилляр (сосуда, принадлежащего последнему звену артериолл) и капилляра примерно одинаковы. В этой связи общее Rr капиллярной сети примерно в 4 раза меньше, чем артериолл. В венозном русле Rr еще меньше, чем в капиллярном.

Отмеченные особенности Rr в различных звеньях кровеносного русла определяют КД в сердечно-сосудистой системе человека. Распределение КД в различных сосудах БКК имеет следующий вид:

Распределение кровяного давления в различных сосудах большого круга кровообращения человека

1 – аорта; 2 – крупные магистральные артерии; 3 – мелкие магистральные артерии;

4 – артериоллы; 5 – капилляры; 6 – венулы; 7 – вены; 8 – полые вены.

В аорте и крупных артериях падение давления невелико. КД в начале и конце таких сосудов почти одинаково. В артериоллах наблюдается максимальный перепад давления, то есть, свыше половины всего общего падения КД в сосудистом русле.

В крупных и средних артериях КД неодинаково в систолу и в диастолу. В полых венах КД имеет отрицательное значение. Смысл этого выражения состоит в том, что давление крови в полых венах ниже атмосферного давления на несколько мм рт.ст.

принято различать следующие виды КД:

1. Систолическое (max).

2. Диастолическое (min).

3. Пульсовое, равное разности максимального и минимального.

4. Среднее.

Названные виды КД составляют вторую группу основных гемодинамических показателей КД, то есть, той силы, с которой движущаяся кровь давит на единицу поверхности соответствующих сосудов.

Функциональное предназначение кровеносных сосудов в системе кровообращения неодинаково. В биофизике и физиологии принято различать 4 типа кровеносных сосудов:

1 – Артерии эластичного типа. 2 – Артерии мышечного типа.

3 -Капилляры. 4- Вены.

Артерии эластичного типа поддерживают кровоток во время диастолы желудочков сердца и, тем самым, обеспечивают непрерывность движения крови в сосудистой системе.

Артерии мышечного типа создают переменное сопротивление кровотоку и, следовательно, регулируют уровень КД в системе кровообращения, а также объемную скорость кровотока в каждом из органов.

Капилляры осуществляют обмен веществ между кровью и тканями, ради чего и существует вся сердечно-сосудистая система.

Вены являются емкостными сосудами, так как они обладают выраженной пластичностью и могут сильно деформироваться (растягиваться) без существенного развития напряжения в них. В этой связи в венах сосредоточено примерно 80% крови, находящейся в БКК.

Источник: //studbooks.net/1403718/meditsina/gemodinamicheskoe_soprotivlenie

Физиология гемодинамики

Гемодинамическое сопротивление формула

Кровообращением называется движение крови по сосудистой системе. Оно обеспечивает газообмен между организмом и внешней средой, обмен веществ между всеми органами и тканями, гуморальную регуляцию различных функций организма и перенос образующегося в организме тепла.

Кровообращение является процессом, необходимым для нормальной деятельности всех систем организма, в первую очередь – центральной нервной системы. Раздел физиологии, посвященный закономерностям течения крови по сосудам, называется гемодинамикой, основные законы гемодинамики основаны на законах гидродинамики, т.е.

учения о движении жидкости в трубках.

Законы гидродинамики приложимы к системе кровообращения только в известных пределах и только с приблизительной точностью. Гемодинамика – это раздел физиологии о физических принципах, лежащих в основе движения крови по сосудам.

Движущей силой кровотока является разница давления между отдельными участками сосудистого русла: кровь течет от области с б?льшим давлением к области с меньшим давлением. Этот градиентдавления служит источником силы, преодолевающей гидродинамическое сопротивление.

Гидродинамическое соп­ротивление зависит от размеров сосудов и вязкости крови.

Основные гемодинамические показатели

1. Объемная скорость движения крови. Кровоток, т.е.

объем крови, проходящей за единицу времени через кровеносные сосуды в каком-нибудь отделе кровеносного русла, равен отношению разности средних давлений в артериальной и венозной частях этого отдела (или в любых других частях) к гидродинамическому сопротивлению. Объемная скорость кровотока отражает кровоснабжение какого-либо органа или ткани.

В гемодинамике этому гидродинамическому показателю соответствует объемная скорость крови, т.е. количество крови, протекающее через кровеносную систему в единицу времени, другими словами – минутный объем кровотока.

Поскольку кровеносная система замкнутая, то через любое поперечное сечение ее в единицу времени проходит одно и то же количество крови. Кровеносная система состоит из системы ветвящихся сосудов, поэтому суммарный просвет растет, хотя просвет каждого разветвления постепенно уменьшается.

Через аорту, также как через все артерии, все капилляры, все вены в минуту проходит один и тот же объем крови.

2. Второй гемодинамический показательлинейная скорость движения крови.

Вы знаете, что скорость истечения жидкости прямо пропорциональна давлению и обратно пропорциональна сопротивлению. Следовательно, в трубках различного диаметра скорость течения крови тем больше, чем меньше сечение трубки.

В кровеносной системе самым узким местом является аорта, наиболее широким капилляры (напомним, что мы имеем дело с суммарным просветом сосудов). Соответственно этому кровь в аорте движется гораздо быстрее – 500 мм/сек, чем в капиллярах – 0,5 мм/сек.

В венах линейная скорость кровотока снова возрастает, так как при слиянии вен друг с другом суммарный просвет кровяного русла суживается. В полых венах линейная скорость кровотока достигает половины скорости в аорте (рис. ).

Линейная скорость различна для частиц крови, продвигающихся в центре потока (вдоль продольной оси сосуда) и у сосудистой стенки. В центре сосуда линейная скорость максимальна, около стенки сосуда она минимальна в связи с тем, что здесь особенно велико трение частиц крови о стенку.

Результирующая всех линейных скоростей в различных частях сосудистой системы выражается временем кругооборота крови. Она у здорового человека в покое равна 20 секундам. Это значит, что одна и та же частица крови проходит через сердце каждую минуту 3 раза. При напряженной мышечной работе время кругооборота крови может уменьшаться до 9 секунд.

3. Сопротивление сосудистой системы – третий гемодинамический показатель. Протекая по трубке, жидкость преодолевает сопротивление, которое возникает вследствие внутреннего трения частиц жидкости между собой и о стенку трубки. Это трение будет тем больше, чем больше вязкость жидкости, чем уже ее диаметр и чем больше скорость течения.

Под вязкостью обычно понимают внутреннее трение, т. е. силы, влияющие на течение жидкости.

Однако следует учитывать, что существует механизм, препятствующий значительному повышению сопротивления в капиллярах.

Он обусловлен тем, что в наиболее мелких сосудах (диаметром меньше 1 мм), эритроциты выстраиваются в так называемые монетные столбики и по­добно змее двигаются по капилляру в оболочке из плазмы, почти не контактируя со стенками капилляра.

В результате этого условия кровотока улучшаются, и этот механизм частично препятст­вует значительному повышению сопротивления.

Гидродинамическое сопротивление зависит и от размеров сосудов от их длины и поперечного сечения. В суммарном виде уравнение, описывающее сосудистое сопротивление представляет следующее (формула Пуазейля):

R = 8?L/πr4

где ? – вязкость, L – длина, π = 3,14 (число пи), r – радиус сосуда.

Кровеносные сосуды оказывают значительное сопротивление току крови, и сердцу приходится большую часть своей работы тратить на преодоление этого сопротивления. Основное сопротивление сосудистой системы сосредоточено в той ее части, где происходит разветвление артериальных стволов на мельчайшие сосуды. Однако максимальное сопротивление представляют самые мельчайшие артериолы.

Причина заключается в том, что артериолы, имея почти такой же диаметр, как и капилляры, в общем длиннее и скорость течения крови в них выше. При этом величина внутреннего трения возрастает. Кроме того, артериолы способны к спазмированию. Общее сопротивление сосудистой системы все время увеличивается по мере удаления от основания аорты.

Давление крови в сосудах

Это – четвертый, и самый важный гемодинамический показатель, так как его легко измерить.

Если ввести в крупную артерию животного датчик манометра, то прибор обнаружит давление, колеблющееся в ритме сердечных сокращений около средней величины, равной примерно 100 мм рт ст. Существующее внутри сосудов давление создается работой сердца, нагнетающего кровь в артериальную систему в период систолы.

Однако, и во время диастолы, когда сердце расслаблено и работы не производит, давление в артериях не падает до нуля, а лишь немного западает, сменяясь новым подъемом во время следующей систолы. Таким образом, давление обеспечивает непрерывный ток крови, несмотря на прерывистую работу сердца.

Причина – в эластичности артерий.

Величина артериального давления определяется двумя факторами: количество крови, нагнетаемой сердцем, и сопротивлением, существующим в системе:

P = QR

Ясно, что кривая распределения давления в сосудистой системе должна явиться зеркальным отражением кривой сопротивления. Так, в подключичной артерии собаки Р = 123 мм рт. ст., в плечевой – 118 мм, в капиллярах мышц 10 мм, лицевой вене 5 мм, яремной – 0,4 мм, в верхней полой вене – 2,8 мм рт ст.

Среди этих данных обращает на себя внимание отрицательная величина давления в верхней полой вене. Она означает, что в непосредственно прилегающих к предсердию крупных венозных стволах давление меньше атмосферного. Создается оно присасывающим действием грудной клетки и самого сердца во время диастолы и способствует движению крови к сердцу.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Источник: //studopedia.ru/1_93737_lektsiya--fiziologiya-gemodinamiki.html

Гемодинамика – это… Что такое Гемодинамика?

Гемодинамическое сопротивление формула

        движение крови по сосудам, возникающее вследствие разности гидростатического давления в различных участках сосудистой системы.

Разность давлений обеспечивается нагнетательной функцией сердца, выбрасывающего в сосудистую систему при каждом сокращении у человека 60—70 мл крови, что составляет в состоянии покоя 4,5—5 л/мин.

Эта величина — минутный объём сердца, или сердечный выброс, — важнейший показатель функции сердечно-сосудистой системы; во время мышечной работы она может достигать 20—25 л/мин.

         Кровь выбрасывается в замкнутую сосудистую систему, оказывающую сопротивление движению крови вследствие трения крови о сосудистую стенку и вязкости самой крови. При детальном математическом моделировании движения крови она рассматривается как взвесь форменных элементов, т. е. неньютоновская жидкость, а кровеносные сосуды — как вязко-эластичные трубки, свойства которых (геометрические — размеры, ветвления, и физические — вязкость, упругость, проницаемость) меняются по длине. В первом приближении трение крови о стенку сосуда зависит от размера сосуда, т. е. от его диаметра и длины. Сопротивление сосуда движению крови может быть выражено Пуазёйля законом.

         Сосудистая система — серия трубок различной длины и диаметра, соединённых как последовательно, так и параллельно. При последовательном соединении (рис. 1, а) величина суммарного сопротивления равна сумме сопротивлений отдельных сосудов:

         ΣR = R1 + R2.

         При параллельном соединении (рис. 1, б) суммарное сопротивление выражается уравнением:

                  Наибольшим сопротивлением обладают концевые участки артерий — артериолы. Это создаёт препятствие для оттока крови из артериальной системы и приводит к созданию т. н. артериального давления (см. Кровяное давление). Его уровень (Р) пропорционален величине сосудистого сопротивления (R) и количеству крови, выбрасываемому сердцем в сосудистую систему в единицу времени (Q), т. е. P = Q·R, отсюда        

         Эта формула применима для всей сердечно-сосудистой системы в целом в случае, если давление в начале этой системы (т. е. в артериях) равно Р, а в конце системы (т. е. в устье полых вен) равно нулю. Если последнее не равно нулю, то уравнение приобретает несколько иной вид:

        

         (где P1 и P2 — давление соответственно в начале и в конце сосудистой системы). Это основное уравнение Г., пользуясь которым можно определить сосудистое, или т. н. периферическое, сопротивление, если известны давления P1 и P2 и минутный объём сердца (Q).

         Величина периферического сопротивления в основном определяется тонусом артериол, т. е. степенью постоянного сокращения гладкой мускулатуры стенок этих сосудов. Изменение тонуса артериол регулирует уровень артериального давления в организме. Оно вызывает изменение просвета артериол и сопротивления сосудов и т. о.

регулирует величину кровотока через отдельные сосудистые области, приводя его в соответствие с интенсивностью жизнедеятельности ткани, т. е.

с её потребностью в кислороде и питательных веществах (в интенсивно работающих тканях, например в сокращающейся мышце, кровоток может увеличиваться в 100 и более раз, причём величина общего артериального давления и минутный объём сердца могут существенно не изменяться).

         Количество крови, протекающее через все участки сосудистой системы в единицу времени, одинаково. Линейная скорость движения крови обратно пропорциональна величине суммарного просвета данного отдела сосудистого русла.

Средняя линейная скорость кровотока в аорте человека достигает 50 см/сек, в капиллярах она равна 0,5 мм/сек, а в полых венах — 20 см/сек.

Кровоток в аорте и крупных артериях прерывистый (пульсирующий), увеличивается при систоле (сокращении) сердца и падает почти до нуля во время диастолы (расслабления) сердца.

         Взаимоотношения между суммарным просветом различных участков сосудистого русла, уровнем кровяного давления в них и скоростью кровотока представлены на рис. 2.

Благодаря упругости артериальных стенок артериолы при систоле растягиваются, вмещая дополнительное количество крови, а при диастоле спадаются, способствуя проталкиванию крови в капилляры.

Это обеспечивает непрерывный ток крови в капиллярах, что важно для обмена веществ между кровью и тканями.

        Лит.: Чижевский A. Л, Структурный анализ движущейся крови, М., 1959; Савицкий Н. Н., Биофизические основы кровообращения и клинические методы изучения гемодинамики, 2 изд., Л., 1963; Физиология человека, М., 1966; Гайтон А., Физиология кровообращения. Минутный объем сердца и его регуляция, [пер. с англ.], М., 1969; Handbook of physiology, v. 1—3, Wash., 1962—65.

         Г. И. Косицкий.

        

        Рис. 1. Схема последовательного (а) и параллельного (б) соединения кровеносных сосудов.

        

        Рис. 2. Изменение скорости кровотока (1) просвета сосудов (2) и кровяного давления (3) в разных отделах сосудистого русла.

Источник: //dic.academic.ru/dic.nsf/bse/78275/%D0%93%D0%B5%D0%BC%D0%BE%D0%B4%D0%B8%D0%BD%D0%B0%D0%BC%D0%B8%D0%BA%D0%B0

Физические основы гемодинамики

Гемодинамическое сопротивление формула

Основнымипоказателями гидродинамики являются:

  1. объемная скорость движения жидкости – Q;

  2. давление в сосудистой системе – P;

  3. гидродинамическое сопротивление – R.

Соотношениемежду этими величинами описываетсяуравнением:

Q==

т.е.,количество жидкости Q, протекающее черезлюбую трубу, прямо пропорциональноразности давлений в начале (Р1) и в конце(Р2) трубы и обратно пропорциональносопротивлению (R)току жидкости.

Основные законы гемодинамики

Наука,изучающая движение крови в сосудах,получила название гемодинамики. Онаявляется частью гидродинамики, изучающейдвижение жидкостей.

Показатели гемодинамики

Кровяноедавление Сопротивление Скоростькровотока

кровотоку

всосудах

артериальное венозное капиллярное линейная объемная

(времякругооборота)

систолическое центральное

диастолическое периферическое методы исследования

пульсовое *красочный реография*

среднеединамическое *радиоизотопный термодилюция*

*фармакологический реоплетизмография*

методыисследования: *оксигемография метод Фика*

а)аускультативный; *ультразвуковой

б)пальпаторный.

Периферическоесопротивление (R)сосудистой системы передвижению кровив ней слагается из множества факторовкаждого сосуда. Отсюда уместна формулаПуазейля:

R=

где– длина сосуда;

–вязкостьпротекающей в нем жидкости;

–радиуссосуда.

Однакососудистая система состоит из множествасосудов, соединенных и последовательно,и параллельно, отсюда суммарноесопротивление можно вычислять с учетомэтих факторов:

Припараллельном ветвлении сосудов(капиллярное русло):

R=

Припоследовательном соединении сосудов(артериальное и венозное русло):

R=R1+R2+R3

ПоэтомуR суммарное всегда меньше в капиллярномрусле, чем в артериальном или венозном.С другой стороны, вязкость крови тожевеличина не постоянная. Например, есликровь протекает через сосуды диаметромменьше 1 мм, вязкость крови уменьшается.

Чем меньше диаметр сосуда, тем меньшевязкость протекающей крови. Это связанос тем, что в крови наряду с эритроцитамии другими форменными элементами кровиесть плазма. Пристеночный слой представляетсобой плазму, вязкость которой намногоменьше вязкости цельной крови.

Чемтоньше сосуд, тем большую часть егопоперечного сечения занимает слой сминимальной вязкостью, что уменьшаетобщую величину вязкости крови.

Кромеэтого, в норме открыта только частькапиллярного русла, остальные капиллярыявляются резервными и открываются помере усиления обмена веществ в тканях.

Распределение периферического сопротивления

Сопротивлениев аорте, больших артериях и относительнодлинных артериальных ответвленияхсоставляет лишь 19% от общего сосудистогосопротивления. На долю же конечныхартерий и артериол приходится почти50% этого сопротивления. Т.о.

, почтиполовина периферического сопротивленияприходится на сосуды длиной порядкавсего несколько мм. Это колоссальноесопротивление связано с тем, что диаметрконцевых артерий и артериол относительномал, и это уменьшение просвета полностьюне компенсируется ростом числапараллельных сосудов.

Сопротивление вкапиллярном русле – 25%, в венозном руслев венулах – 4%, во всех остальных венозныхсосудах – 2%.

Итак:артериолы играют двоякую роль: участвуютв поддержании периферическогосопротивления и через него в формированиинеобходимого системного артериальногодавления.

С другой – за счет изменениясопротивления обеспечивают перераспределениекрови в организме: в работающем органесопротивление артериол снижается,приток крови к органу увеличивается,но величина общего периферическогосопротивления остается постоянной засчет сужения артериол других сосудистыхобластей. Это обеспечивает стабильныйуровень артериального давления.

4% 2%

19%

25% 50%

2% – вены

4% – венулы

19% – аорта и большие артерии

25% – капилляры

50% – артериолы

Линейнаяскорость кровотокавыражается в см/сек. Ее можно рассчитать,зная количество крови, изгнанное сердцемв минуту (объемная скорость кровотока)и площадь сечения кровеносного сосуда.

Линейнаяскорость V отражает скорость продвижениячастиц крови вдоль сосуда и равнаобъемной скорости, деленной на суммарнуюплощадь сечения сосудистого русла:

V=

Линейнаяскорость, вычисленная по этой формуле,есть средняя скорость.

В действительностиже линейная скорость величина непостоянная,так как отражает движение частиц кровив центре потока вдоль сосудистой оси иу сосудистой стенки (ламинарное движение– слоистое: в центре движутся частицы– форменные элементы, а у стенки – слойплазмы). В центре сосуда скоростьмаксимальная, а у стенки сосуда онаминимальная в связи с тем, что здесьособенно велико трение частиц крови остенку.

Изменениелинейной скорости тока крови в разныхчастях сосудистой системы.

Самоеузкое место в сосудистой системе (имеетсяв виду суммарный просвет сосудов) –аорта;её диаметр = 4 см2,здесь самое минимальное периферическоесопротивление и самая большая линейнаяскорость: ваорте – 50 см/сек.

Помере расширения русла скорость снижается.В артериолахсамое «неблагополучное» соотношениедлины и диаметра, поэтому здесь самоебольшое сопротивление и наибольшеепадение скорости.

Но за счет этого привходе в капиллярноеруслокровь имеет наименьшую скорость,необходимую для обменных процессов –0,3-0,5мм/сек.Этому способствует и фактор расширения(максимального) сосудистого русла науровне капилляров (общая площадь ихсечения – 3200 см2).

Суммарныйпросвет сосудистого русла являетсяопределяющим фактором в формированиискорости системного кровообращения.

Кровь,оттекающая от органов, поступает черезвенулы в вены. Происходит укрупнениесосудов, параллельно суммарный просветсосудов уменьшается.

Поэтому линейнаяскорость кровотока в венахопять увеличивается (по сравнению скапиллярами).

Линейная скорость – 10-15см/сек,а площадь поперечного сечения этойчасти сосудистого русла – 6-8 см2.В полыхвенахскорость кровотока – 20см/сек.

Такимобразом:в аорте создается наибольшая линейнаяскорость движения артериальной кровик тканям, где при минимальной линейнойскорости в микроциркуляторном руслепроисходят все обменные процессы, послечего по венам с увеличивающейся линейнойскоростью уже венозная кровь поступаетчерез «правое сердце» в малый кругкровообращения, где происходят процессыгазообмена и оксигенации крови.

Источник: //studfile.net/preview/5586241/page:3/

КругМедика
Добавить комментарий