Прикладная физика кровообращения

Содержание

Слайд 2

Кровообращение как система

Все вокруг нас – системы
Система :
комплекс элементов,
которые связаны

Кровообращение как система Все вокруг нас – системы Система : комплекс элементов,
друг с другом
и взаимодействуют между собой определенным образом
для выполнения определенной цели

Слайд 4

Цель системы кровообращения

Основная цель – обеспечение транспорта питательных веществ к тканям
Питательные вещества

Цель системы кровообращения Основная цель – обеспечение транспорта питательных веществ к тканям
– глюкоза, вода, аминокислоты, жирные кислоты, кислород
КИСЛОРОД – вещество, запасов которого в крови хватает на 5 мин жизнедеятельности
ОСНОВНАЯ ЦЕЛЬ СИСТЕМЫ КРОВООБРАЩЕНИЯ – ТРАНСПОРТ КИСЛОРОДА К ТКАНЯМ

Слайд 5

Транспорт кислорода

DO2 = МОК х (1,34 х Нв х SaO2)
доставка

Транспорт кислорода DO2 = МОК х (1,34 х Нв х SaO2) доставка
выброс содержание О2
DO2 = МОК х (1,34 х 140 х 0,98) = МОК х 184мл/л
МОК в норме – 0,1 л/кг/мин или 3,9 л/м2/мин
При МОК = 7 л/мин DO2 = 1288 мл/мин или 718мл/м2/мин

Слайд 6

Потребление кислорода

VO2 = МОК х 1,34 x Hb x (SaO2 –

Потребление кислорода VO2 = МОК х 1,34 x Hb x (SaO2 –
SvO2)
При SaO2=0,98 и SvO2=0,73
VO2 = МОК х 1,34 x 140 x (0,98 – 0,73) = МОК х 47 мл/л
При МОК = 7 л/мин VO2 = 329 мл/мин или 183 мл/м2/мин
Коэффициент экстракции О2 = 0,25 (0,2-0,3) – используется только 25% всего приносимого к тканям кислорода

Слайд 7

Потребность тканей может увеличиться в 20 – 30 раз

Максимальный коэффициент экстракции –

Потребность тканей может увеличиться в 20 – 30 раз Максимальный коэффициент экстракции
50-60%, т.е. – экстракция может увеличиться лишь в 2-3раза
Сердечный выброс может увеличиться лишь в 5–7 раз (в покое – 5 л/мин)
Третий вариант обеспечения потребности – перераспределение кровотока

Слайд 8

Закон Ома

Сила тока = Напряжение / Сопротивление
МОК = АД / ОПСС

Закон Ома Сила тока = Напряжение / Сопротивление МОК = АД / ОПСС

Слайд 9

Георг Симон Ом (1789 - 1854)

Выдающийся немецкий физик. Изучал электрические явления и

Георг Симон Ом (1789 - 1854) Выдающийся немецкий физик. Изучал электрические явления
акустику. Первоначально публиковал свои открытия в газетах, за что и был уволен министром образования с должности школьного учителя.
С 1849 г. – профессор Мюнхенского университета.

Слайд 11

Параллельно и последовательно

Последовательная цепь:
МОК во всех участках цепи одинаков (І=const)
Давление падает (U=U1+U2+U3+…)
Сопротивление

Параллельно и последовательно Последовательная цепь: МОК во всех участках цепи одинаков (І=const)
складывается (R=R1+R2+R3+…)
Параллельная цепь:
МОК складывается (І=І1+І2+І3+…)
Давление постоянно (U=const)
Складывается проводимость (1/R=1/R1+1/R2+1/R3+…)

Слайд 12

Изменение давления в сосудистом русле

Изменение давления в сосудистом русле

Слайд 13

Среднее давление в аорте = 100 торр
Среднее давление в капилляре БКК =

Среднее давление в аорте = 100 торр Среднее давление в капилляре БКК
17 торр (35 торр на артериальном конце и 10 торр на венозном)
Среднее давление в месте впадения ВПВ в предсердие = 0 торр
Среднее давление в легочной артерии = 16 торр
Среднее давление в легочных капиллярах = 7 торр

Слайд 14

Физика потока

Объемная скорость потока = Разность давлений Сопротивление
Уравнение Хагена – Пуазейля:
Q =

Физика потока Объемная скорость потока = Разность давлений Сопротивление Уравнение Хагена –
ΔP x πR4 / 8Lµ
Вязкость (µ):
прямо пропорциональна Нt
обратно пропорциональна линейной скорости кровотока (принцип кетчупа)

Слайд 15

Немецкий физик и гидростроитель, почетный гражданин г. Балтийск

Жан Мари Луи Пуазейль –

Немецкий физик и гидростроитель, почетный гражданин г. Балтийск Жан Мари Луи Пуазейль
физик и врач. Первый использовал ртутный тонометр для измерения АД

Слайд 16

Физика потока

Объемная скорость = Объем / время (мл/с).
Теоретически – должен соблюдаться

Физика потока Объемная скорость = Объем / время (мл/с). Теоретически – должен
принцип постоянной объемной скорости потока!!!
Объемная скорость = Линейная скорость х Площадь,
т.е. – при сужении сосуда линейная скорость растет и наоборот (принцип водохранилища) – венозное депо
Скорость кровотока в аорте = 330 мм/с
Скорость кровотока в капилляре = 0,3 мм/с
Длина капилляра около 0,3 мм, время прохождения кровью капилляра около 1 с

Слайд 17

Изменение диаметра сосудистого русла

Изменение диаметра сосудистого русла

Слайд 18

Реальность потока

Скорость кровотока неодинакова в поперечном сечении сосуда (силы натяжения у стенки)
Постоянна

Реальность потока Скорость кровотока неодинакова в поперечном сечении сосуда (силы натяжения у
скорость осевого потока
Выброс правого и левого желудочка неодинаков:
Левый желудочек имеет дополнительный легочной «кружок» кровообращения – из бронхиальных артерий в бронхиальные вены

Слайд 19

Физика потока

Упрощенное уравнение Бернулли:
Р + ρv2/2 = const,
где Р – давление

Физика потока Упрощенное уравнение Бернулли: Р + ρv2/2 = const, где Р
в потоке
ρ – плотность жидкости
v – линейная скорость потока
При ускорении потока давление снижается и наоборот (принцип инжектора) – обкрадывание коронарных артерий при аортальном стенозе

Слайд 20

Даниил Бернулли

Голландский физик, математик, врач. Один из основателей гидродинамики.
Вместе с братом Николаем

Даниил Бернулли Голландский физик, математик, врач. Один из основателей гидродинамики. Вместе с
и другом Леонардом Эйлером работал в Санкт-Петербурге с 1725 по 1733 гг. Почетный член Петербургской Академии.
Ректор Базельского университета.

Слайд 21

Поток в артериях и венах

Поток в артериях

Поток в венах

пульсирующий
под

Поток в артериях и венах Поток в артериях Поток в венах пульсирующий
высоким давлением
при повышении тонуса артерий кровоток снижается (рост сопротивления)

постоянный
под низким давлением
при повышении тонуса вен (вены не пережимаются!) кровоток растет (выход из депо)

Слайд 22

Поток в капиллярах

Поток в капиллярах – всегда пассивен, т.к. капилляры не имеют

Поток в капиллярах Поток в капиллярах – всегда пассивен, т.к. капилляры не
мышечной стенки.
Приток в капилляры – снижение тонуса артериол
Отток из капилляров – повышение тонуса вен (эффект инжектора = эффект Вентури)
Диаметр эритроцита ~ диаметр капилляра (может пройти только за счет активной деформации!)

Слайд 23

Джованни Баттиста Вентури

Современник Леонарда Эйлера и Даниила Бернулли. Итальянский физик. Профессор физики

Джованни Баттиста Вентури Современник Леонарда Эйлера и Даниила Бернулли. Итальянский физик. Профессор физики Моденского университета
Моденского университета

Слайд 24

Физика сердца

Физика сердца

Слайд 25

Физика сердца

Основной показатель работы сердца – сердечный выброс (ударный объем х частота

Физика сердца Основной показатель работы сердца – сердечный выброс (ударный объем х
сердечных сокращений)
УО определяется тремя составляющими:
Преднагрузка
Сократимость
Постнагрузка

Слайд 26

Физика сердца

Основной закон сердца – закон Франка-Старлинга: чем больше растянута мышца, тем

Физика сердца Основной закон сердца – закон Франка-Старлинга: чем больше растянута мышца,
сильнее она сокращается (преднагрузка)
Чем больше приток крови в желудочек, тем больше ударный объем (до определенного момента)

Слайд 27

Отто Франк (1865 - 1944) – немецкий врач и физиолог, работал в

Отто Франк (1865 - 1944) – немецкий врач и физиолог, работал в
Мюнхенском университете до 1934 г.

Эрнест генри Старлинг (1866 - 1927) – английский врач и физиолог, профессор Лондонского университета . Автор теории капиллярной фильтрации и термина «гормон»

Слайд 28

Физика сердца

Физика сердца

Слайд 29

Физика сердца

Постнагрузка – работа, которую нужно проделать желудочку для выброса крови
Определяется законом

Физика сердца Постнагрузка – работа, которую нужно проделать желудочку для выброса крови
Лапласа:
T = P x R / 2 x H,
где T – напряжение стенки желудочка (постнагрузка), P – трансмуральное давление на стенке, R – радиус полости, Н – толщина стенки

Слайд 30

Пьер-Симон Лаплас

Выдающийся математик, физик, астроном. Один из создателей системы дифференциального исчисления и

Пьер-Симон Лаплас Выдающийся математик, физик, астроном. Один из создателей системы дифференциального исчисления
теории вероятностей.
Выходец из крестьян.
Никогда не вступал в конфликт с властями. Член Парижской Академии Наук с 1785 г. Занимал высокие научные посты во времена Французской революции, империи Наполеона Бонапарта, реставрированной династии Бурбонов. Почетный член Петербургской Академии.

Слайд 31

Физика сердца

Трансмуральное давление – суммарное давление на стенку желудочка.
Компоненты:
Давление в полости

Физика сердца Трансмуральное давление – суммарное давление на стенку желудочка. Компоненты: Давление
желудочка
Наружное (внутригрудное) давление

Слайд 32

Физика сердца

Правый желудочек:
Тонкая стенка (5мм)
Работа против малого давления (Рла = 16 торр)
Высокая

Физика сердца Правый желудочек: Тонкая стенка (5мм) Работа против малого давления (Рла
зависимость УО от преднагрузки

Левый желудочек:
Толстая стенка (10 мм )
Работа против высокого давления (Рао = 100 торр)
Высокая зависимость УО от сократимости

Слайд 33

Коронарный кровоток

Закон Хагена-Пуазейля:
Q = ΔP x π R4 / 8Lµ
Давление!
Радиус сосудов!
Толщина стенки

Коронарный кровоток Закон Хагена-Пуазейля: Q = ΔP x π R4 / 8Lµ
желудочки! (длина)
Вязкость (гематокрит)!
Потребность!!! (постнагрузка, преднагрузка, сократимость и ЧСС)

Слайд 34

Коронарный кровоток

Левый желудочек
Толстая стенка – сильное сжатие коронаров в систолу -кровоток в

Коронарный кровоток Левый желудочек Толстая стенка – сильное сжатие коронаров в систолу
диастолу

Правый желудочек
Тонкая стенка – слабое сжатие коронаров в систолу- кровоток и в систолу, и в диастолу

Имя файла: Прикладная-физика-кровообращения.pptx
Количество просмотров: 40
Количество скачиваний: 0