🗊Презентация Реологические свойства биологических объектов. Гемодинамика

Лекция 4. Реологические свойства биологических объектов. Гемодинамика Биологические жидкости и их характеристики Уравнение Ньютона. Вязкость жидкостей. Ньютоновские и неньютоновские жидкости Вязкость крови и методы ее измерения Характер течения жидкости. Число Рейнольдса Объемная скорость течения.Уравнение Пуазейля. Гидравлическое сопротивление сосудов

Биореология. Вязкость. Биореология – наука о деформациях и текучести жидких сред организма. При течении жидкостей отдельные ее слои взаимодействуют между собою с силами, направленными по касательным к слоям. Это явление называют вязкостью ().

Физический смысл вязкости Физический смысл вязкости находят из уравнения Ньютона. Вязкостью называют силу, действующую на единицу площади слоев жидкости при градиенте их скоростей равном единице

Ньютоновские и неньютоновские жидкости Ньютоновскими называют жидкости, коэффициент вязкости которых зависит только от их природы и температуры. Неньютоновскими называют жидкости, коэффициент вязкости которых зависит не только от природы вещества и температуры, но также и от условий течения жидкости, в частности от градиента скорости.

Методы измерения вязкости крови Совокупность методов измерения вязкости жидкости называется вискозиметрией. Прибор для измерения вязкости называется вискозиметром. В зависимости от метода измерения вязкости используют следующие типы вискозиметров.

Уравнение неразрывности Условие неразрывности струи: при стационарном течении несжимаемой жидкости через любые сечения трубки тока каждую секунду протекают одинаковые объемы жидкости, равные произведению площади сечения на среднюю скорость движения ее частиц. Q1=Q2=Q3=(Sn vn)=…=const v2=(S1 v1)/S2 =(r1/r2 )2∙v1=(d1/d2 )2∙v1

Основные положения гемодинамики Основной причиной движения крови по сосудам является разность давлений в начале и конце сосудистого русла, которая определяет такой гемодинамический параметр, как объемная скорость кровотока (Q):

Работа и мощность сердца Работа, совершаемая сердцем, затрачивается на преодоление сил давления и сообщение крови кинетической энергии. Рассчитаем работу, совершаемую при однократном сокращении левого желудочка. Изобразим Vyд — ударный объем крови - в виде цилиндра. Можно считать, что сердце продавливает этот объем по аорте сечением S на расстояние I при среднем давлении р. Так как работа правого желудочка принимается равной 0,2 от работы левого, то работа всего сердца при однократном сокращении равна:

Работа и мощность сердца Ударным объемом Vуд называют объем крови, который выталкивается из левого желудочка в аорту во время систолы. В норме его величина составляет 60 мл = 6∙10-6 м3 Среднее давление в норме 13103 Па, средняя скорость движения крови в аорте составляет 0,5 м/с. При ЧСС= 60 уд/мин за одно сокращение сердце выполняет работу в 1 Дж, а мощность сердца равна 3,3 Вт

Измерение артериального давления Одним из основных гемодинамических показателей является артериальное давление. Давление - это сила, действующая со стороны крови на сосуды, приходящаяся на единицу площади: Р=F/S Максимальное Рс и минимальное Рд давление находят при помощи метода Короткова или осцилляторным методом. Среднее давление крови находят по формуле:

Среднее артериальное давление

Клинический метод измерения АД Клинический метод измерения АД основан на регистрации систолического давления по появлению звука, вызванного турбулентным течением крови через сдавленную артерию и диастолического давления по исчезновению звука, вызванного переходом течения крови от турбулентного к ламинарному.

Физическая функция каждого элемента сердечно-сосудистой системы Основная функция сердечно-сосудистой системы - обеспечение непрерывного движения крови по капиллярам, где происходит обмен веществ между кровью и тканями. Артериолы - резистивные сосуды. Легко изменяя свой просвет, они регулируют гемодинамические показатели кровотока в капиллярах. Артериолы - "краны" сердечно-сосудистой системы.

Сердечно-сосудистая система замкнута, поэтому для обеспечения течения крови в ней должен быть периодически действующий насос. Эту роль выполняет сердце. Периодическое поступление крови из сердца превращается в постоянное поступление ее в мелкие сосуды с помощью крупных сосудов: часть крови, поступающей из сердца во время систолы, резервируется в крупных сосудах благодаря их эластичности, а затем во время диастолы выталкивается в мелкие сосуды. Сердечно-сосудистая система замкнута, поэтому для обеспечения течения крови в ней должен быть периодически действующий насос. Эту роль выполняет сердце. Периодическое поступление крови из сердца превращается в постоянное поступление ее в мелкие сосуды с помощью крупных сосудов: часть крови, поступающей из сердца во время систолы, резервируется в крупных сосудах благодаря их эластичности, а затем во время диастолы выталкивается в мелкие сосуды.

Крупные сосуды являются согласующим элементом между сердцем и мелкими сосудами. При этом аорта и артерии выполняют роль проводников, позволяя подводить кровь к различным частям тела. По венам кровь возвращается в сердце. Крупные сосуды являются согласующим элементом между сердцем и мелкими сосудами. При этом аорта и артерии выполняют роль проводников, позволяя подводить кровь к различным частям тела. По венам кровь возвращается в сердце.

Механические характеристики сосудов Прохождение крови по сосудам вызывает их деформацию ─ изменение размеров или формы тела под действием внешней нагрузки. .Упругая деформация ─ деформация, которая исчезает после снятия внешней нагрузки (т.е. тело полностью восстанавливает форму и размеры). Пластическая деформация ─ деформация, которая не исчезает после снятия внешней нагрузки (т.е. тело не восстанавливает форму и размеры).

Закон Гука Упругие деформации в теле подчиняются закону Гука (закону упругих деформаций): механическое напряжение ( = F/S), возникающее в теле при его деформации, прямо пропорционально величине его относительной деформации ():  = E; где:  =l/l0= (l - l0)/l0 – относительная деформация; E – модуль упругости (модуль Юнга)

Пульсовая волна Пульсовой волной называют волну повышенного давления, вызванную выбросом крови из левого желудочка в период систолы и распространяющуюся по аорте и артериям.