ВУЗы по физике Готовые работы по физике Как писать работы по физике Примеры решения задач по физике Решить задачу по физике онлайн

Методика измерения артериального давления крови


Вязкость крови

Кровь представляет собой взвесь кровяных клеток в жидкости сложного состава – плазме. Кровяные клетки представлены красными кровяными тельцами (эритроцитами), белыми кровяными тельцами (лейкоцитами) и кровяными пластинками. Плазма является водным раствором электролитов, белков, питательных веществ, продуктов обмена и т. д. Объем крови в организме человека составляет примерно 7% общего объема. На эритроциты приходится приблизительно 45% объема крови, а на остальные клетки – менее 1%.

Вязкость крови значительно превышает вязкость воды. В среднем, относительная вязкость крови равна примерно 4,5 (3,5 – 5,4). Относительная вязкость плазмы меньше. Она равна 2,2 (1,9 – 2,6). Вязкость крови измеряют с помощью специального прибора – вискозиметра. Кровь является неньютоновской жидкостью. Но при такой скорости кровотока, которая существует в кровеносных сосудах, ее реологические свойства не отличаются намного от ньютоновских жидкостей.

Величина вязкости крови определяется в основном концентрацией в ней эритроцитов и в значительно меньшей степени – от концентрации белков в плазме. Она зависит также о скорости течения крови. Если скорость уменьшается, эритроциты объединяются в скопления, так называемые «монетные столбики». Это явление увеличивает вязкость крови. Оно могло бы иметь место в кровеносных сосудах малого диаметра, в которых скорость крови невелика. Но существует физиологический механизм, который вызывает уменьшение вязкости крови в таких сосудах – феномен Фареуса и Линдквиста. Его объяснение заключается, возможно, в ориентации эритроцитов вдоль оси сосуда. Эритроциты проявляют тенденцию перемещаться к оси от стенок сосуда. Они образуют как бы цилиндр, окруженный тонким слоем плазмы. Эритроциты способны перемещаться даже по тончайшим сосудам – капиллярам, диаметр которых меньше размеров самих эритроцитов. Это делается возможным благодаря их способности изменять свою форму.

Давление крови в сердечно-сосудистой системе

Как было отмечено выше, давление соответствует удельной энергии жидкости. Эту энергию сообщает крови сердце. Поэтому наибольшее давление наблюдается на выходе из сердца – в аорте. При перемещении крови по сосудам ее энергия расходуется на преодоление трения, в результате чего кровяное давление по ходу сосудов падает.

В артериальной системе имеют место пульсовые колебания давления. Пик давления во время систолы называют максимальным (систолическим) давлением, а наименьшая величина его во время диастолы – минимальным (диастолическим). У человека среднего возраста систолическое давление равно примерно 120 мм рт. ст., а диастолическое — 80 мм рт. ст. В расчетах можно пользоваться средним артериальным давлением.

В соответствии с уравнением Пуазейля, уменьшение давления ΔР по ходу трубки или системы трубок любой сложности определяется их гидродинамическим сопротивлением R и объемной скоростью Q.:

Допустим, что P=Pa где Ра — давление крови в аорте, а — в полых венах. Известно, что давление в полых венах мало отличается от нуля. Поэтому давление крови в аорте можно представить как функцию двух переменных:

Ра ~ QR,

где Rсопротивление сосудов большого круга кровообращения, а Q — объемная скорость крови в аорте. Ее мерой в медицине принято считать минутный объем крови (МОК) — объем крови, изгоняемой из сердца в аорту в течение одной минуты.

Из этого становится очевидным, что давление крови в аорте зависит от величины МОК. Она может увеличиваться в результате учащения и усиления сокращений сердца и уменьшаться при ослаблении сердечной деятельности. Величина МОК может понизиться также в результате уменьшения объема циркулирующей крови, например при значительной кровопотере.

Вторым фактором, определяющим величину давления крови в аорте, является сопротивление сосудов большого круга кровообращения. Известно, что наибольшим сопротивлением по сравнению с другими сосудами обладают артериолы. Важно то, что их сопротивление может значительно изменяться: увеличиваться при их сужении и уменьшаться при расширении. Поэтому сужение большого числа артериол приводит к увеличению давления крови в результате роста гидродинамического сопротивления сосудистой системы, даже при неизменной величине МОК.

Давление крови является наибольшим в аорте, а наименьшим — в полых венах, т. е. оно уменьшается по ходу большого круга кровообращения при удалении от сердца. Аналогичное явление отмечается в малом круге. Причиной этого, как уже отмечалось, является гидродинамическое сопротивление сосудов, на преодоление которого и расходуется энергия крови.

Давление крови понижается в наибольшей степени на тех участках сосудистого русла, которые обладают наиболее высоким сопротивлением.

Поскольку гидродинамическое сопротивление аорты и крупных артерий невелико, среднее давление крови лишь незначительно снижается по ходу их. Так в артериях диаметром 3 мм среднее давление равно приблизительно 95 мм рт. ст.

Наибольшим гидродинамическим сопротивлением обладают мельчайшие артерии — артериолы, хотя длина их измеряется миллиметрами. На их долю приходит примерно 50% общего гидродинамического сопротивления сосудистой системы. Поэтому в артериолах большого круга среднее давление снижается до 35 – 70 мм рт. ст.

Дальнейшее снижение давления происходит в капиллярах, на долю которых приходится примерно 25% общего сопротивления сосудов. Давление в артериальном конце капилляра равно 30-35 мм рт. ст., а в венозном 15-20 мм рт. ст.

Давление продолжает падать и по ходу вен, однако в гораздо меньшей степени, поскольку их гидродинамическое сопротивление сравнительно невелико. Давление в крупных венах снижается до нуля.

Сравнительная величина давления крови в сосудах большого круга кровообращения представлена на рис. 9.

АОРТА АРТЕРИИ АРТЕРИОЛЫ КАПИЛЛЯРЫ ВЕНЫ

Рис. 9. Давление крови в разных отделах большого круга кровообращения.

На величине давления в сердечно – сосудистой системе сказывается и сила тяжести, которая обуславливает наличие гидростатического давления. При положении человека лежа гидростатическое давление не влияет существенно на величину давления крови в сосудах. В вертикальном же положении роль гидростатического давления значительна. Так в сосудах головы у вертикально стоящего человека давление примерно на 30 мм рт. ст. ниже, чем на уровне сердца; в сосудах нижних конечностей (на уровне стоп) — на 90 мм рт. ст. выше.

Методика измерения артериального давления крови

Наибольшее значение в практике имеет измерение артериального давления крови. Величину артериального давления измеряют у человека чаще всего с помощью акустического метода Короткова. Для этой цели служит прибор сфигмоманометр. Он состоит стрелочного манометра, резиновой манжеты и резиновой груши для нагнетания в нее воздуха.

Манжету надевают на плечо для измерения давления крови в плечевой артерии. Давление воздуха в манжете повышают до тех пор, пока просвет артерии не будет полностью закрыт. Затем давление в манжете постепенно уменьшают. Когда оно становится ниже максимального артериального давления, артерия начинает открываться лишь на короткие периоды во время систолы (рис.10)..

В эти моменты скорость крови в артерии выше обычной, и поэтому течение крови турбулентное. Вследствие этого в артерии возникают звуки, которые называются тонами Короткова. Их прослушивают с помощью фонендоскопа. При дальнейшем понижении давления в манжете артерия остается открытой в течение более длительного промежутка времени при систоле, но закрывается при диастоле. Тоны Короткова продолжают быть слышны и становятся громче.

Когда давление в манжете снижается дл уровня минимального артериального давления, артерия не закрывается во время диастолы, а остается открытой в течение всего сердечного цикла. Восстанавливается ламинарное течение крови, и тоны Короткова исчезают.

Таким образом, появление тонов Короткова при понижении давления воздуха в манжете сигнализирует о величине максимального артериального давления, которое измеряют с помощью манометра. Исчезновение тонов Короткова соответствует минимальному артериальному давлению.

Объемная скорость кровотока в сердечно-сосудистой системе

В физиологических условиях течение крови почти во всех отделах сосудистой системы является ламинарным. Исключение составляют лишь начальные отделы аорты и легочной артерии, где поток крови в условиях физической нагрузки может быть турбулентным.

Преобладающий ламинарный характер течения крови в сосудах позволяет использовать для оценки величины объемной скорости кровотока уравнение Пуазейля. Если системное давление крови остается неизменным, то в соответствии с этим уравнением объемная скорость кровотока в любом органе определяется гидродинамическим сопротивлением его кровеносных сосудов. Как известно, последнее зависит от нескольких переменных: радиуса сосуда, его длины и вязкости крови. Но длина кровеносных сосудов не может изменяться, а вязкость крови в нормальных условиях остается постоянной.

Рис.10. Измерение артериального давления крови по Короткову.

Поэтому решающее значения для объемной скорости имеют изменения радиуса сосудов, главным образом артерий и артериол. Сужение артерий любого органа приводит к росту их гидродинамического сопротивления и уменьшению объемной скорости кровотока, а расширение артерий — к ее увеличению. Условия, при которых происходят изменения радиуса артерий, рассматриваются в курсе нормальной физиологии. Например, известно, что в условиях физической нагрузки расширяются артерии скелетных мышц, что приводит к увеличению в них объемной скорости крови. Ее величину в отдельных органах можно измерить методом эходоплерографии. Величина объемной скорости крови имеет важное значение для оценки функционального состояния сосудистой системы.

Наташа

Автор

Наташа — контент-маркетолог и блогер, но все это не мешает ей оставаться адекватным человеком. Верит во все цвета радуги и не верит в теорию всемирного заговора. Увлекается «нефрохиромантией» и тайно мечтает воссоздать дома Александрийскую библиотеку.

Другие статьи


Похожая информация


Распродажа дипломных

Скидка 30% по промокоду Diplom2020

А ты боишься COVID-19?

Пройди опрос и получи промокод