12. Распределение вязкости крови вдоль кровеносного русла. Диагностическое значение вязкости крови.

При течении по горизонтальной трубе реальной жидкости работа внешних сил расходуется на преодоление внутреннего трения. Поэтому статическое давление вдоль трубы постепенно падает. Этот эффект может быть продемонстрирован на простом опыте. Установим в разных местах горизонтальной трубы, по которой течет вязкая жидкость, манометрические трубки.

При постоянном сечении трубы давление падает пропорционально длине. При этом скорость падения давления (dP/dl) увеличивается при уменьшении сечения трубы. Это объясняется ростом гидравлического сопротивления при уменьшении радиуса.

В кровеносной системе человека на капилляры приходится до 70 % падения давления.

Вязкость крови имеет большое диагностическое значение, т.к. при одних заболеваниях вязкость крови уменьшается. А при других увеличивается.

13. Методы определения вязкости крови.

Совокупность методов измерения вязкости называют вискозиметрией, а приборы, используемые для этих целей, -вискозиметрами.

Вязкость крови человека в норме составляет 4 – 5 мПа*с, при патологии колеблется от 1,7 до 2,9 мПа*с.

Основными методами измерения вязкости крови в настоящее время являются: капиллярный, вискозиметр Гесса и ротационный.

Капиллярный метод основан на формуле Пуазейля и заключается в измерении времени протекания через капилляр жидкости известной массы под действием силы тяжести при определенном перепаде давлений.

Вискозиметр Гесса состоит из двух капилляров, один из которых заполняется дистиллированной водой, а второй исследуемой жидкостью.

Ротационные вискозиметры состоят из двух соосных тел, например, цилиндров, между которыми находится жидкость. Один из цилиндров (ротор) вращается, а другой неподвижен. Вязкость определяют по угловой скорости ротора, создающего определенный момент силы на неподвижном цилиндре, или по моменту силы, действующему на неподвижный цилиндр, при заданной угловой скорости вращения ротора.

14. Гемодинамика. Гемодинамические показатели и их связь с физическими параметрами крови и кровеносных сосудов.

Гемодинамика — движение крови по сосудам, возникающее вследствие разности гидростатического давления в различных участках кровеносной системы (кровь движется из области высокого давления в область низкого). Зависит от сопротивления току крови стенок сосудов и вязкости самой крови.

Показатели:

- Давление, оно равно силе F, действующей со стороны крови на стенки сосуда площадью равной 1 м²

- Объемная скорость кровотока Q равна количеству крови протекающей в одну секунду через любое сечение сосуда

- Линейная скорость кровотока v равна пути, проходимой частицами крови в 1 секунду

- Ударный объем крови равен количеству крови, выбрасываемой из сердца при одном сокращении. У человека это примерно 60 мл.

15. При ламинарном течении жидкости по трубе радиуса R и длины L объем Q жидкости, протекающей через горизонтальную трубу за одну секунду, можно вычислить следующим образом. Выделим тонкий цилиндрический слой радиуса r и толщины dr (рис. 8.9).

Рис. 8.9. Сечение трубы с выделенным слоем жидкости

Площадь его поперечного сечения равна dS = 2πrdr. Так как выделен тонкий слой, жидкость в нем перемещается с одинаковой скоростью v. За одну секунду слой перенесет объем жидкости

Подставив сюда формулу для скорости цилиндрического слоя жидкости (8.4), получим

Это соотношение справедливо для ламинарного течения ньютоновской жидкости.

Формулу Пуазейля можно записать в виде, справедливом для труб переменного сечения. Заменим выражение (Р₁ - Р₂)/L на градиент давления dP/d/, тогда получим

Как видно из (8.8), при заданных внешних условиях объем жидкости, протекающей по трубе, пропорционален четвертой степени ее радиуса. Это очень сильная зависимость. Так, например, если при атеросклерозе радиус сосудов уменьшится в 2 раза, то для поддержания нормального кровотока перепад давлений нужно увеличить в 16 раз, что практически невозможно. В результате возникает кислородное голодание соответствующих тканей. Этим объясняется возникновение «грудной жабы». Облегчения можно достичь, вводя лекарственное вещество, которое расслабляет мышцы артериальных стенок и позволяет увеличить просвет сосуда и, следовательно, поток крови.

Поток крови, проходящей через сосуды, регулируется специальными мышцами, окружающими сосуд. При их сокращении просвет сосуда уменьшается и соответственно убывает поток крови. Таким образом, незначительным сокращением этих мышц очень точно контролируется поступление крови в ткани.

В организме путем изменения радиуса сосудов (сужения или расширения) за счет изменения объемной скорости кровотока регулируется кровоснабжение тканей, теплообмен с окружающей средой.

16. Распределение скорости кровотока и давления крови вдоль сердечнососудистой системы

Характер распределения среднего давления крови вдоль сердечно-сосудистой системы может быть оценен с помощью закона Пуазелья. Сердце выбрасывает кровь под определенным средним давлением. По мере перемещения среднее давление падает. Так как объемная скорость кровотока постоянна во всех сечениях, а гидравлические сопротивления различных участках ссс связаны неравенством W кап >W арт >W аорт , то из уравнения Пуазейля следует, что между значениями падения давления крови на различных участках ссс соблюдается неравенство dPкап>>dPарт>>dPаорт

17. Пульсовая волна. Параметры пульсовых волн

Пульсовая волна — это распространяющаяся по аорте и артериям волна повышенного давления, вызванная выбросом крови из левого желудочка в период систолы. Распространяясь от аорты до капилляров, пульсовая волна затухает.

Скорость распространения пульсовой волны[1] в аорте является достоверным методом определения жесткости сосудов

18. Физические основы клинического метода измерения давления кровотока.

Рассмотрим физические основы этого метода на примере измерения давления крови в плечевой артерии. Вокруг руки между плечом и локтем накладывают манжету. При накачивании воздуха через шланг В в манжету рука сжимается. Затем через этот же шланг воздух выпускают и с помощью манометра Б измеряют дав­ление воздуха в манжете. 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 Если муску­латура расслаблена, то давление воздуха внутри манжеты, состоя­щей из эластичных стенок, приблизительно равно давлению в мяг­ких тканях, соприкасающихся с манжетой.

 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

Характерные тоны и шумы, сопровождающие этот процесс, прослушивает врач при измерении давления, располагая фонендоскоп на артерии дистальнее манжеты (т. е. на большем расстоянии от сердца). Продолжая уменьшать давление в манжете, можно восстановить ламинарное течение крови, что заметно по резкому ослаблению прослушиваемых тонов. Давление в манжете, соответствующее восстановлению ламинарного течения в артерии, регистрируют как диастолическое.