Основні гемодинамічні показники

Об'ємна швидкість Q – це величина, яка чисельно дорівнює об'єму крові, що протікає за одиницю часу через переріз судини:

Q = (3.8)

Одиниця вимірювання об»ємної швидкості: ( /с). Об'ємна швидкість крові для кожного органу різна і визначається таким чином: кількість крові, що притікає до органу дорівнює кількості крові, що відтікає від органу і залежить від його функції. Наприклад Q нирок = 400 мл/хв.; Q головного мозку = 65 мл/хв.; Q печінки = 150 мл/хв.

Лінійна швидкість - це величина, яка чисельно дорівнює шляху, який проходять частинки крові за одиницю часу:

= (3.9)

Одиниця вимірювання лінійної швидкості: м/с. Так, як лінійна швидкість різна по перерізу судин, то мова йде про лінійну швидкість, середню по перерізу.

Швидкість потоку крові у судині зі змінним перерізом обернено пропорційна площі цього перерізу, що випливає з рівняння неперервності (3.5).

Судинна система має мінімальний переріз в ділянці аорти. При переході

до артерій, артері­ол і капілярів сумарна площа судин збільшується і максимального значення дося­гає в області капілярів (рис. 1.39).

Рисунок 1.39

Так, як кількість крові, що циркулює в системі, стала, то і об'ємна швидкість кровотоку в будь-якому перерізу серцево-судинної системи також стала:

Q= S=const (3.10)

Рівняння (3.10) називають рівнянням нерозривності течії в гемодинаміці.

Об'ємну швидкість можна розрахувати по формулі Пуазейля:

= (3/11)

д – ₁ - _{2 –} спад тиску на початку та в кінці системи,

l – довжина судини

– динамічна в'язкість,

- внутрішній радіус судини.

Якщо скористатися аналогією з законом Ома. (3.11) можна переписати у вигляді Q = , де

R = (3.12)

Ця величина називається гемодинамічним опором судини і дозволяє моделювати кровообіг за допомогою електричних кіл. Це дало можливість створити апарати штучного кровообігу.

Кров'яний тиск – це величина, що дорівнює відношенню сили, що діє зі сторони крові на судини до площі поверхні S

= (3.13)

Розрізняють такі види тисків:

1. Трансмуральний тиск – це різниця тисків на внутрішню ( _в) та зовнішню ( _з) стінки судин:

_т = _в - _з (3.14)

Трансмуральний тиск збільшує або зменшує діаметр кровоносних судин.

2. Гідростатичний тиск – це тиск, що виникає під дією сили тяжіння:

_г = gh (3.14)

де - густина крові;

g – прискорення вільного падіння;

h – висота стояння рідини.

Гідростатичний тиск впливає на розподіл крові в серцево-судинній системі людини, відтоку крові з верхньої частини в нижню частину тіла людини, що вертикально стоїть і притоку на рівні серця _г =0, тому вимірювання кров'яного артеріального тиску проводять на рівні плеча.

Види артеріального тиску:

1) Систолічний тиск _с – максимальний під час систоли.

Наприклад, _с = 120 мм рт. ст. (рис.39).

2) Діастолічний тиск _д - мінімальний під час діастоли.

Наприклад, _д = 80 мм рт.ст. (рис 39).

3) Пульсовий тиск _п - пропорційний амплітуді коливань артеріального тиску (рис.39):

_п = _с - _д (3.15)

Наприклад, _п = 120 мм рт.ст. - 80 мм рт.ст.= 40 мм рт.ст. (рис.1.39)

4) Середній тиск _ср - це величина постійного тиску в артерії, при якій мають місце ті ж гемодинамічні ефекти, що й при пульсуючому

характері руху крові.

Для крупних судин:

_ср = _{д + п.} (3.16)

Для мілких судин:

_ср = _{д + п.} (3.17)

Наприклад, для артерії (рис. 39):

_ср = (80 + ) мм рт. ст. = 100 мм рт. ст.

Основною рушійною силою кровоточу є кров'яний тиск, обумовлений надлишковим тиском, визваним роботою серця, над атмосферним тиском. Для окремо взятої судини можна вважати, що рух крові забезпечується різницею тисків на початку та в кінці системи.

Як видно з формули Пуазейля (3.11), спад тиску обернено пропорційний четвертій ступені радіуса судини, тобто навіть незначна зміна радіуса судини може значно змінити величину кров'яного тиску.

Саме цьому природні механізми нервової та гуморальної регуляції кров'яного тиску, а також дія ліків, нормалізуючи тиск, зв'язані зі зміною просвіту судини.

Потрібно відмітити, що закони гідродинаміки та рівняння Пуазейля мають обмеження для гемодинаміки:

1) судини еластичні, а не жорсткі трубки;

2) крім ламінарної течії є ділянки серцевосудинної системи з турбулентною течією;

3) кров – не гомогенна рідина, а суспензія;

Кожний з цих факторів збільшує гемодинамічний опір в порівнянні з теоретичним, що розрахований з рівняння Пуазейля.

 

Пульсова хвиля

При систолі шлуночка на кров, що знаходиться в початковій ділянці

аорти, діє певна сила. Внаслідок інерції, кров не переміститься відразу вздовж аорти. Сила, яка діє на кров, викликає спочатку збільшення тиску на еластичні стінки аорти. В результаті цього, ділянка, розташована поблизу серця, розширюється до такої міри, при якій тиск крові буде зрівноважений натягом стінки аорти. Оскільки натяг стінки в цій ділянці аорти більший, ніж у наступній, виникає сила, що переміщує кров із однієї ділянки в іншу. Таким чином, фронт тиску поширюється вздовж судини.

Пульсова хвиля – це процес розповсюдження по аорті і артеріях підвищеного тиску і об'єму крові.

Профіль артерії схематично можна зобразити на рис.1.40:

а- після проходження пульсової хвилі;

б - в артерії початок пульсової хвилі;

в - в артерії пульсова хвиля;

г – починається спад підвищеного тиску

 

 

а

 

 

б

 

 

в

.

г

Рисунок 1. 40

Швидкість пульсової хвилі залежить від властивостей судини

(формула Моенса - Кортевича):

= (3.18)

де E- модуль пружності стінки судин,

– густина крові,

- товщина стінки судини,

d- внутрінній діаметр судини.

Швидкість розповсюдження пульсової хвилі (6-12 м/с) в 20-40 разів більше швидкості кровоточу (0,3-0,5 м/с). Крім пульсових хвиль по кровоносним судинам розповсюджуються звукові хвилі зі швидкістю 1500 м/с.