Гемодинамическое сопротивление это

Физиология гемодинамики

Гемодинамическое сопротивление это

Кровообращением называется движение крови по сосудистой системе. Оно обеспечивает газообмен между организмом и внешней средой, обмен веществ между всеми органами и тканями, гуморальную регуляцию различных функций организма и перенос образующегося в организме тепла.

Кровообращение является процессом, необходимым для нормальной деятельности всех систем организма, в первую очередь – центральной нервной системы. Раздел физиологии, посвященный закономерностям течения крови по сосудам, называется гемодинамикой, основные законы гемодинамики основаны на законах гидродинамики, т.е.

учения о движении жидкости в трубках.

Законы гидродинамики приложимы к системе кровообращения только в известных пределах и только с приблизительной точностью. Гемодинамика – это раздел физиологии о физических принципах, лежащих в основе движения крови по сосудам.

Движущей силой кровотока является разница давления между отдельными участками сосудистого русла: кровь течет от области с б?льшим давлением к области с меньшим давлением. Этот градиентдавления служит источником силы, преодолевающей гидродинамическое сопротивление.

Гидродинамическое соп­ротивление зависит от размеров сосудов и вязкости крови.

Основные гемодинамические показатели

1. Объемная скорость движения крови. Кровоток, т.е.

объем крови, проходящей за единицу времени через кровеносные сосуды в каком-нибудь отделе кровеносного русла, равен отношению разности средних давлений в артериальной и венозной частях этого отдела (или в любых других частях) к гидродинамическому сопротивлению. Объемная скорость кровотока отражает кровоснабжение какого-либо органа или ткани.

В гемодинамике этому гидродинамическому показателю соответствует объемная скорость крови, т.е. количество крови, протекающее через кровеносную систему в единицу времени, другими словами – минутный объем кровотока.

Поскольку кровеносная система замкнутая, то через любое поперечное сечение ее в единицу времени проходит одно и то же количество крови. Кровеносная система состоит из системы ветвящихся сосудов, поэтому суммарный просвет растет, хотя просвет каждого разветвления постепенно уменьшается.

Через аорту, также как через все артерии, все капилляры, все вены в минуту проходит один и тот же объем крови.

2. Второй гемодинамический показательлинейная скорость движения крови.

Вы знаете, что скорость истечения жидкости прямо пропорциональна давлению и обратно пропорциональна сопротивлению. Следовательно, в трубках различного диаметра скорость течения крови тем больше, чем меньше сечение трубки.

В кровеносной системе самым узким местом является аорта, наиболее широким капилляры (напомним, что мы имеем дело с суммарным просветом сосудов). Соответственно этому кровь в аорте движется гораздо быстрее – 500 мм/сек, чем в капиллярах – 0,5 мм/сек.

В венах линейная скорость кровотока снова возрастает, так как при слиянии вен друг с другом суммарный просвет кровяного русла суживается. В полых венах линейная скорость кровотока достигает половины скорости в аорте (рис. ).

Линейная скорость различна для частиц крови, продвигающихся в центре потока (вдоль продольной оси сосуда) и у сосудистой стенки. В центре сосуда линейная скорость максимальна, около стенки сосуда она минимальна в связи с тем, что здесь особенно велико трение частиц крови о стенку.

Результирующая всех линейных скоростей в различных частях сосудистой системы выражается временем кругооборота крови. Она у здорового человека в покое равна 20 секундам. Это значит, что одна и та же частица крови проходит через сердце каждую минуту 3 раза. При напряженной мышечной работе время кругооборота крови может уменьшаться до 9 секунд.

3. Сопротивление сосудистой системы – третий гемодинамический показатель. Протекая по трубке, жидкость преодолевает сопротивление, которое возникает вследствие внутреннего трения частиц жидкости между собой и о стенку трубки. Это трение будет тем больше, чем больше вязкость жидкости, чем уже ее диаметр и чем больше скорость течения.

Под вязкостью обычно понимают внутреннее трение, т. е. силы, влияющие на течение жидкости.

Однако следует учитывать, что существует механизм, препятствующий значительному повышению сопротивления в капиллярах.

Он обусловлен тем, что в наиболее мелких сосудах (диаметром меньше 1 мм), эритроциты выстраиваются в так называемые монетные столбики и по­добно змее двигаются по капилляру в оболочке из плазмы, почти не контактируя со стенками капилляра.

В результате этого условия кровотока улучшаются, и этот механизм частично препятст­вует значительному повышению сопротивления.

Гидродинамическое сопротивление зависит и от размеров сосудов от их длины и поперечного сечения. В суммарном виде уравнение, описывающее сосудистое сопротивление представляет следующее (формула Пуазейля):

R = 8?L/πr4

где ? – вязкость, L – длина, π = 3,14 (число пи), r – радиус сосуда.

Кровеносные сосуды оказывают значительное сопротивление току крови, и сердцу приходится большую часть своей работы тратить на преодоление этого сопротивления. Основное сопротивление сосудистой системы сосредоточено в той ее части, где происходит разветвление артериальных стволов на мельчайшие сосуды. Однако максимальное сопротивление представляют самые мельчайшие артериолы.

Причина заключается в том, что артериолы, имея почти такой же диаметр, как и капилляры, в общем длиннее и скорость течения крови в них выше. При этом величина внутреннего трения возрастает. Кроме того, артериолы способны к спазмированию. Общее сопротивление сосудистой системы все время увеличивается по мере удаления от основания аорты.

Давление крови в сосудах

Это – четвертый, и самый важный гемодинамический показатель, так как его легко измерить.

Если ввести в крупную артерию животного датчик манометра, то прибор обнаружит давление, колеблющееся в ритме сердечных сокращений около средней величины, равной примерно 100 мм рт ст. Существующее внутри сосудов давление создается работой сердца, нагнетающего кровь в артериальную систему в период систолы.

Однако, и во время диастолы, когда сердце расслаблено и работы не производит, давление в артериях не падает до нуля, а лишь немного западает, сменяясь новым подъемом во время следующей систолы. Таким образом, давление обеспечивает непрерывный ток крови, несмотря на прерывистую работу сердца.

Причина – в эластичности артерий.

Величина артериального давления определяется двумя факторами: количество крови, нагнетаемой сердцем, и сопротивлением, существующим в системе:

P = QR

Ясно, что кривая распределения давления в сосудистой системе должна явиться зеркальным отражением кривой сопротивления. Так, в подключичной артерии собаки Р = 123 мм рт. ст., в плечевой – 118 мм, в капиллярах мышц 10 мм, лицевой вене 5 мм, яремной – 0,4 мм, в верхней полой вене – 2,8 мм рт ст.

Среди этих данных обращает на себя внимание отрицательная величина давления в верхней полой вене. Она означает, что в непосредственно прилегающих к предсердию крупных венозных стволах давление меньше атмосферного. Создается оно присасывающим действием грудной клетки и самого сердца во время диастолы и способствует движению крови к сердцу.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Источник: https://studopedia.ru/1_93737_lektsiya--fiziologiya-gemodinamiki.html

Гемодинамика в одиночном сосуде. Уравнение Паузеля. Гидравлическое сопротивление. Законы общесистемной гемодинамики

Гемодинамическое сопротивление это

Гемодинамика — движение крови по сосудам, возникающее вследствие разности гидростатического давления в различных участках кровеносной системы (кровь движется из области высокого давления в область низкого).

Одиночный сосуд рассматриваем как трубку кругового сечения, протяженную по сравнению со своими поперечными размерами. Под эластичностью стенок понимается возможность изменения сечения сосудов под действием давления.

Пуайзель опытным путем установил, что средняя скорость ламинарного течения жидкости по неширокой горизонтальной круглой трубе постоянного сечения прямо пропорциональна разности давлений Р1 и Р2 при входе и выходи из трубы, квадрату радиуса трубы и обратно пропорциональна длине трубы l и вязкости n.

Vср = (R (в кВ) / 8n)*(P1 – P2)/l

Гидравлическое сопротивление, сопротивление движению жидкостей (и газов) по трубам, каналам и т.д., обусловленное их вязкостью.

w = 8nl/пи r (в 4 ст)

Величину w называют гидравлическим сопротивлением. Оно обратно пропорционально четвертой степени радиуса и поэтому значительно возрастает с уменьшением радиуса трубы.

Силой, создающей давление в сосудистой системе, является сердце. У человека среднего возраста при каждом сокращении сердца в сосудистую систему выталкивается 60–70 мл крови (систолический объем) или 4–5 л/мин (минутный объем). Движущей силой крови служат разность давлений, возникающая в начале и конце трубки.

Почти во всех отделах сосудистой системы кровоток носит ламинарный характер — кровь движется отдельными слоями параллельно оси сосуда. При этом слой, прилежащий к стенке сосуда, остается практически неподвижным, по этому слою скользит второй, а по нему, в свою очередь, третий и т. д.

Форменные элементы крови составляют центральный, осевой поток, плазма движется ближе к стенке сосуда. Следовательно, чем меньше диаметр сосуда, тем ближе располагаются центральные слои к стенке и больше тормозится скорость их движения из–за вязкого взаимодействия со стенкой.

В целом это означает, что в мелких сосудах скорость кровотока ниже, чем в крупных. В правильности этого положения легко убедиться, сопоставив скорости кровотока в разных участках сосудистого русла. В аорте она составляет 50–70 см/с, в артериях — от 40 до 10, артериолах — 10–0,1, капиллярах — меньше 0.

1, венулах — меньше 0,3, венах — 0,3–5,0, полой вене — 5–20 см/с.

Наряду с ламинарным в сосудистой системе существует турбулентное движение с характерным завихрением крови. Частицы крови перемещаются не только , параллельно оси сосуда, как при ламинарном кровотоке, но и перпендикулярно ей.

Результатом такого сложного перемещения является значительное увеличение внутреннего трения жидкости. В этом случае объемная скорость тока крови будет уже не пропорциональной градиенту давления, а примерно равной квадратному корню из него.

Турбулентное движение обычно возникает в местах разветвлений и сужений артерий, в участках крутых изгибов сосудов.

Кровь представляет собой взвесь форменных элементов в коллоидно–солевом растворе, она обладает определенной вязкостью, не являющейся величиной постоянной. При протекании крови через капилляр, диаметр которого меньше 1 мм, вязкость уменьшается.

Последующее уменьшение диаметра капилляра еще более уменьшает вязкость протекающей крови. Этот гемодинамический парадокс объясняется тем, что во время движения крови эритроциты сосредоточиваются в центре потока.

Пристеночный же слой состоит из чистой плазмы с гораздо меньшей вязкостью, по которому легко скользят форменные элементы.

В итоге улучшаются условия тока крови и происходит снижение перепадов давления, что, в общем, компенсирует увеличение вязкости крови и снижение скорости ее тока в мелких артериях. Переход от ламинарного движения крови к турбулентному сопровождается значительным ростом сопротивления течению крови.

Соотношение между характером течения жидкости в жестких трубках и давлением обычно определяют по формуле Пуазейля. Используя эту формулу, можно вычислить сопротивление R току крови в зависимости от ее вязкости Ю, длины l и радиуса r сосуда:

R=8lЮ/рr2

Сосудистую систему в целом можно представить в виде последовательно и параллельно соединенных трубок разной длины и диаметра. В случае последовательного соединения общее сопротивление составляет сумму сопротивлений отдельных сосудов:

R = R1+ R2 + … + Rn.

При параллельном соединении величину сопротивления вычисляют по другой формуле:

1/R = 1/R1 + 1/R2 + … + + 1/Rn.

Учитывая сложность геометрии сосудов целого организма, ее непостоянство, зависящее от открытия и закрытия шунтов, коллатералей, степени сокращения гладких мышц, эластичности стенок, изменения вязкости крови и других причин, в реальных условиях рассчитать величину сосудистого сопротивления трудно. Поэтому его принято определять как частное от деления кровяного давления Р на минутный объем крови Q:

R = P/Q.

Для всей сосудистой системы организма в целом эта формула применима лишь при том условии, если в конце системы, т. е. в полых венах вблизи места их впадения в сердце, давление будет близким к нулю. Соответственно при необходимости вычисления сопротивления отдельного участка сосудистой системы формула приобретает вид

R=Р1–Р2/Q

Значения P1 и P2 отражают давление в начале и конце определяемого участка.

Основная кинетическая энергия, необходимая для движения крови, сообщается ей сердцем во время систолы.

Одна часть этой энергии расходуется на проталкивание крови, другая — превращается в потенциальную энергию растягиваемой во время систолы эластичной стенки аорты, крупных и средних артерий.

Их свойства зависят от наличия эластических и коллагеновых волокон, растяжимость которых примерно в шесть раз выше, чем, например, резиновых нитей той же толщины. Во время диастолы энергия стенки аорты и сосудов переходит в кинетическую энергию движения крови.

Кроме эластичности и растяжимости, т. е. пассивных свойств, сосуды обладают еще способностью активно реагировать на изменение в них кровяного давления.

При повышении давления гладкие мышцы стенок сокращаются и диаметр сосуда уменьшается.

Таким образом, пульсирующий ток крови, создаваемый функцией сердца, благодаря особенностям аорты и крупных сосудов выравнивается и становится относительно непрерывным.

Основными показателями гемодинамики являются объемная скорость, скорость кругооборота крови, давление в разных областях сосудистой системы.

Объемная скорость движения крови характеризует ее количество (в миллилитрах), протекающее через поперечное сечение сосуда за единицу времени (1 мин).

Объемная скорость кровотока прямо пропорциональна перепаду давления в начале и конце сосуда и обратно пропорциональна его сопротивлению току крови. В организме отток крови от сердца соответствует ее притоку к нему.

Это означает, что объем крови, протекающей за единицу времени через всю артериальную и всю венозную систему большого и малого круга кровообращения, одинаков.

Линейная скорость движения крови (v) характеризует скорость перемещения ее частиц вдоль сосуда при ламинарном потоке. Она выражается в сантиметрах в секунду и определяется как отношение объемной скорости кровотока Q к площади поперечного сечения сосуда рr2:

v=Q/рr2

Полученная таким образом величина является сугубо средним показателем, так как, согласно законам ламинарного движения, скорость перемещения крови в центре сосуда является максимальной и падает в слоях, прилежащих к сосудистой стенке.

Линейная скорость кровотока различна и в отдельных участках сосудистого русла по ходу сосудистого дерева. Она зависит от общей суммы площади просветов сосудов этого калибра в рассматриваемом участке. Наименьшим поперечным сечением характеризуется аорта, в связи с чем и скорость движения крови в ней самая большая — 50–70 см/с.

Наибольшей суммарной площадью поперечного сечения обладают капилляры, у млекопитающих она приблизительно в 600–800 раз больше площади поперечного сечения аорты. Соответственно и скорость крови здесь около 0,05 см/с. В артериях она составляет 20–40 см/с, в артериолах — 0,5 см/с.

В силу того, что при слиянии вен их суммарный просвет уменьшается, линейная скорость кровотока снова возрастает, достигая в полой вене 20 см/с (рис. 9.30).

Кровь выталкивается отдельными порциями, поэтому кровоток в аорте и артериях пульсирует. При этом его линейная скорость возрастает в фазе систолы и снижается во время диастолы. В капиллярной сети в силу особенностей строения предшествующих ей артерий пульсовые толчки исчезают и линейная скорость кровотока приобретает постоянный характер.

Источник: https://studwood.ru/1748332/meditsina/gemodinamika_odinochnom_sosude_uravnenie_pauzelya_gidravlicheskoe_soprotivlenie_zakony_obschesistemnoy_gemodinamiki

Гемодинамика

Гемодинамическое сопротивление это

Гемодинамика (от гемо… и динамика), движение крови по сосудам, возникающее вследствие разности гидростатического давления в различных участках сосудистой системы.

Разность давлений обеспечивается нагнетательной функцией сердца, выбрасывающего в сосудистую систему при каждом сокращении у человека 60—70 мл крови, что составляет в состоянии покоя 4,5—5 л/мин.

Эта величина — минутный объём сердца, или сердечный выброс, — важнейший показатель функции сердечно-сосудистой системы; во время мышечной работы она может достигать 20—25 л/мин.

  Кровь выбрасывается в замкнутую сосудистую систему, оказывающую сопротивление движению крови вследствие трения крови о сосудистую стенку и вязкости самой крови. При детальном математическом моделировании движения крови она рассматривается как взвесь форменных элементов, т. е.

неньютоновская жидкость, а кровеносные сосуды — как вязко-эластичные трубки, свойства которых (геометрические — размеры, ветвления, и физические — вязкость, упругость, проницаемость) меняются по длине. В первом приближении трение крови о стенку сосуда зависит от размера сосуда, т. е. от его диаметра и длины.

Сопротивление сосуда движению крови может быть выражено Пуазёйля законом.

  Сосудистая система — серия трубок различной длины и диаметра, соединённых как последовательно, так и параллельно. При последовательном соединении (рис. 1, а) величина суммарного сопротивления равна сумме сопротивлений отдельных сосудов:

  SR = R1 + R2.

  При параллельном соединении (рис. 1, б)суммарное сопротивление выражается уравнением:

  Наибольшим сопротивлением обладают концевые участки артерий — артериолы. Это создаёт препятствие для оттока крови из артериальной системы и приводит к созданию т. н. артериального давления (см.

Кровяное давление). Его уровень (Р) пропорционален величине сосудистого сопротивления (R) и количеству крови, выбрасываемому сердцем в сосудистую систему в единицу времени (Q), т. е.

P = Q·R, отсюда

  Эта формула применима для всей сердечно-сосудистой системы в целом в случае, если давление в начале этой системы (т. е. в артериях) равно Р, а в конце системы (т. е. в устье полых вен) равно нулю. Если последнее не равно нулю, то уравнение приобретает несколько иной вид:

  (где P1 и P2 — давление соответственно в начале и в конце сосудистой системы). Это основное уравнение Г., пользуясь которым можно определить сосудистое, или т. н. периферическое, сопротивление, если известны давления P1 и P2 и минутный объём сердца (Q).

  Величина периферического сопротивления в основном определяется тонусом артериол, т. е. степенью постоянного сокращения гладкой мускулатуры стенок этих сосудов. Изменение тонуса артериол регулирует уровень артериального давления в организме. Оно вызывает изменение просвета артериол и сопротивления сосудов и т. о.

регулирует величину кровотока через отдельные сосудистые области, приводя его в соответствие с интенсивностью жизнедеятельности ткани, т. е.

с её потребностью в кислороде и питательных веществах (в интенсивно работающих тканях, например в сокращающейся мышце, кровоток может увеличиваться в 100 и более раз, причём величина общего артериального давления и минутный объём сердца могут существенно не изменяться).

  Количество крови, протекающее через все участки сосудистой системы в единицу времени, одинаково. Линейная скорость движения крови обратно пропорциональна величине суммарного просвета данного отдела сосудистого русла.

Средняя линейная скорость кровотока в аорте человека достигает 50 см/сек, в капиллярах она равна 0,5 мм/сек, а в полых венах — 20 см/сек.

Кровоток в аорте и крупных артериях прерывистый (пульсирующий), увеличивается при систоле (сокращении) сердца и падает почти до нуля во время диастолы (расслабления) сердца.

  Взаимоотношения между суммарным просветом различных участков сосудистого русла, уровнем кровяного давления в них и скоростью кровотока представлены на рис. 2.

Благодаря упругости артериальных стенок артериолы при систоле растягиваются, вмещая дополнительное количество крови, а при диастоле спадаются, способствуя проталкиванию крови в капилляры.

Это обеспечивает непрерывный ток крови в капиллярах, что важно для обмена веществ между кровью и тканями.

Лит.: Чижевский A. Л, Структурный анализ движущейся крови, М., 1959; Савицкий Н. Н., Биофизические основы кровообращения и клинические методы изучения гемодинамики, 2 изд., Л., 1963; Физиология человека, М., 1966; Гайтон А., Физиология кровообращения. Минутный объем сердца и его регуляция, [пер. с англ.], М., 1969; Handbook of physiology, v. 1—3, Wash., 1962—65.

  Г. И. Косицкий.

Рис. 2. Изменение скорости кровотока (1) просвета сосудов (2) и кровяного давления (3) в разных отделах сосудистого русла.

Рис. 1. Схема последовательного (а) и параллельного (б) соединения кровеносных сосудов.

Оглавление

Источник: https://www.booksite.ru/fulltext/1/001/008/009/277.htm

Гемодинамика – это… Что такое Гемодинамика?

Гемодинамическое сопротивление это

        движение крови по сосудам, возникающее вследствие разности гидростатического давления в различных участках сосудистой системы.

Разность давлений обеспечивается нагнетательной функцией сердца, выбрасывающего в сосудистую систему при каждом сокращении у человека 60—70 мл крови, что составляет в состоянии покоя 4,5—5 л/мин.

Эта величина — минутный объём сердца, или сердечный выброс, — важнейший показатель функции сердечно-сосудистой системы; во время мышечной работы она может достигать 20—25 л/мин.

         Кровь выбрасывается в замкнутую сосудистую систему, оказывающую сопротивление движению крови вследствие трения крови о сосудистую стенку и вязкости самой крови. При детальном математическом моделировании движения крови она рассматривается как взвесь форменных элементов, т. е. неньютоновская жидкость, а кровеносные сосуды — как вязко-эластичные трубки, свойства которых (геометрические — размеры, ветвления, и физические — вязкость, упругость, проницаемость) меняются по длине. В первом приближении трение крови о стенку сосуда зависит от размера сосуда, т. е. от его диаметра и длины. Сопротивление сосуда движению крови может быть выражено Пуазёйля законом.

         Сосудистая система — серия трубок различной длины и диаметра, соединённых как последовательно, так и параллельно. При последовательном соединении (рис. 1, а) величина суммарного сопротивления равна сумме сопротивлений отдельных сосудов:

         ΣR = R1 + R2.

         При параллельном соединении (рис. 1, б) суммарное сопротивление выражается уравнением:

                  Наибольшим сопротивлением обладают концевые участки артерий — артериолы. Это создаёт препятствие для оттока крови из артериальной системы и приводит к созданию т. н. артериального давления (см. Кровяное давление). Его уровень (Р) пропорционален величине сосудистого сопротивления (R) и количеству крови, выбрасываемому сердцем в сосудистую систему в единицу времени (Q), т. е. P = Q·R, отсюда        

         Эта формула применима для всей сердечно-сосудистой системы в целом в случае, если давление в начале этой системы (т. е. в артериях) равно Р, а в конце системы (т. е. в устье полых вен) равно нулю. Если последнее не равно нулю, то уравнение приобретает несколько иной вид:

        

         (где P1 и P2 — давление соответственно в начале и в конце сосудистой системы). Это основное уравнение Г., пользуясь которым можно определить сосудистое, или т. н. периферическое, сопротивление, если известны давления P1 и P2 и минутный объём сердца (Q).

         Величина периферического сопротивления в основном определяется тонусом артериол, т. е. степенью постоянного сокращения гладкой мускулатуры стенок этих сосудов. Изменение тонуса артериол регулирует уровень артериального давления в организме. Оно вызывает изменение просвета артериол и сопротивления сосудов и т. о.

регулирует величину кровотока через отдельные сосудистые области, приводя его в соответствие с интенсивностью жизнедеятельности ткани, т. е.

с её потребностью в кислороде и питательных веществах (в интенсивно работающих тканях, например в сокращающейся мышце, кровоток может увеличиваться в 100 и более раз, причём величина общего артериального давления и минутный объём сердца могут существенно не изменяться).

         Количество крови, протекающее через все участки сосудистой системы в единицу времени, одинаково. Линейная скорость движения крови обратно пропорциональна величине суммарного просвета данного отдела сосудистого русла.

Средняя линейная скорость кровотока в аорте человека достигает 50 см/сек, в капиллярах она равна 0,5 мм/сек, а в полых венах — 20 см/сек.

Кровоток в аорте и крупных артериях прерывистый (пульсирующий), увеличивается при систоле (сокращении) сердца и падает почти до нуля во время диастолы (расслабления) сердца.

         Взаимоотношения между суммарным просветом различных участков сосудистого русла, уровнем кровяного давления в них и скоростью кровотока представлены на рис. 2.

Благодаря упругости артериальных стенок артериолы при систоле растягиваются, вмещая дополнительное количество крови, а при диастоле спадаются, способствуя проталкиванию крови в капилляры.

Это обеспечивает непрерывный ток крови в капиллярах, что важно для обмена веществ между кровью и тканями.

        Лит.: Чижевский A. Л, Структурный анализ движущейся крови, М., 1959; Савицкий Н. Н., Биофизические основы кровообращения и клинические методы изучения гемодинамики, 2 изд., Л., 1963; Физиология человека, М., 1966; Гайтон А., Физиология кровообращения. Минутный объем сердца и его регуляция, [пер. с англ.], М., 1969; Handbook of physiology, v. 1—3, Wash., 1962—65.

         Г. И. Косицкий.

        

        Рис. 1. Схема последовательного (а) и параллельного (б) соединения кровеносных сосудов.

        

        Рис. 2. Изменение скорости кровотока (1) просвета сосудов (2) и кровяного давления (3) в разных отделах сосудистого русла.

Источник: https://dic.academic.ru/dic.nsf/bse/78275/%D0%93%D0%B5%D0%BC%D0%BE%D0%B4%D0%B8%D0%BD%D0%B0%D0%BC%D0%B8%D0%BA%D0%B0

Показатели гемодинамики

Гемодинамическое сопротивление это

Кровяное давление и сопротивление кровотоку — это фундаментальные гемодинамические факторы, которые определяют тканевое, органное и системное кровообращение. Оценку этих факторов используют для характеристики физиологического состояния сердечно-сосудистой системы.

Поток крови (Q) прямо пропорционален перепаду давления (ДР) и обратно пропорционален сопротивлению тока крови (R): Q – A P/R.

Например, минутный объем сердца, который является мерой потока крови от сердца, прямо пропорционален артериовенозной разнице давлений в системном кровотоке и обратно пропорционален общему периферическому сопротивлению сосудов.

Давление и потоки крови могут быть непосредственно измерены с помощью различных инструментов: аппарат Короткова позволяет определить системное артериальное давление, а катетеризация сосудов или камер сердца – кровяное давление и объемную скорость кровотока.

Кроме того, общее периферическое сосудистое сопротивление может быть вычислено на основании данных об объеме сердечного выброса, среднем уровне артериального давления и уровне системного венозного давления (см.ниже). Основные гемодинамические показатели и их значения представлены в таблице.

Таблица – Гемодинамические показатели сердечно-сосудистой системы

Показатели  Сокращенные  обозначения  показателейНормальные значения
Ударный объемУО60,0—100,0 мл
Сердечный выброс(син.: минутный объем сердца)СВ (МОС)4,0—6,0 л/мин
Сердечный индексСИ2,5—3,6 л/мин/м2
Фракция выбросаФВ55-75%
Центральное венозное давлениеЦВД40—120 мм вод. ст
Диастолическое давление в легочной артерииДДЛА9—16 мм рт.ст.
Давление в левом предсердииДЛП1-10 мм рт.ст.
Давление заклинивания легочной артерииДЗЛА6—12 мм рт.ст.
Диастолическое давление в аортеДДА70—80 мм рт.ст.
Системное артериальное давление: Артериальное давление систолическое Артериальное давление диастолическоеСАДАД систол.АД диаст.100—139 мм рт.ст.60—89 мм рт.ст.
Артериальное давление (среднее)АД средн.70—105 мм рт.ст.
Общее периферическое сосудистое сопротивлениеОПСС1200—1600 дин-с-см-5
Легочное сосудистое сопротивлениеЛСС30—100 дин-с-см’5
 Показатель сократимости миокарда (определяется в фазу изоволюмического сокращения) dp/dt макс мм рт.ст./с
 Показатель расслабляемости миокарда (определяется в фазу изоволюмического расслабления) dp/dt макс мм рт.ст./с
 Частота сердечных сокращений ЧСС 60—70 уд. /мин (муж.);70—80 уд./мин (жен.)

Ударный объем

Ударный объем (УО) — это объем крови, поступающий в аорту во время одной систолы (одного цикла сокращения) левого желудочка. УО представляет собой разницу между конечно- диастолическим объемом (КДО) и конечно-систолическим объемом (КСО) крови в левом желудочке: УО = (КДО – КСО) мл.

Сердечный выброс

Сердечный выброс (СВ) (наряду с СВ нередко используют понятие «минутный объем сердца» — МОС).

Если наполнение желудочков поддерживается на достаточном уровне, то величина сердечного выброса при любом ударном объеме зависит от частоты сердечных сокращений (ЧСС). Формула расчета: СВ или МОС= (УО • ЧСС) л/мин.

Таким образом, СВ является функцией УО и ЧСС. Увеличение СВ при тахикардии требует более эффективного диастолического наполнения сердца.

При увеличении частоты сердечных сокращений относительное время диастолы уменьшается по сравнению с продолжительностью систолы. Однако в нормально функционирующем сердце, которое сокращается в пределах 170 уд/мин, его наполнение не уменьшается в связи с укорочением диастолы.

В интактном сердце при тахикардии процесс расслабления сердечной мышцы ускоряется, что обеспечивает более быстрое и полное наполнение сердца кровью в течение укороченных диастолических периодов.

Этот эффект частично опосредуется через стимуляцию p-рецепторов катехоламинами, которые повышают релаксацию кардиомиоцитов за счет ускоренного удаления из них внутриклеточного Са2+.

При чрезмерной тахикардии (более 170 уд/мин) подобная полная диастолическая релаксация может не произойти, а следовательно и дальнейшее увеличение СВ.

Сердечный индекс

Сердечный индекс (СИ).

В современной медицине показатель СВ нормализован с целью придания ему свойства сравнимости, необходимого для сопоставления результатов его измерения у разных индивидумов и в различных условиях функционирования сердца. Нормализованный показатель был назван «сердечный индекс», т.е. СИ — это расчетный показатель, размер которого у здоровых людей зависит от пола, возраста, массы тела.

Нормализация заключается в учете (нивелировании) влияния индивидуальных данных, биологических особенностей конкретного человека. Интегративным критерием таких особенностей была выбрана площадь поверхности тела (м2) обследуемого индивидума.

Отсюда формула для расчета: СИ= СВ/ площадь тела (л/мин/м2), т. е. размерность СИ выражается в литрах в минуту из расчета на единицу площади поверхности тела (м2). Для расчета площади поверхности тела используют номограмму и целый ряд формул.

Среди них, например, формула Дюбуа:

S = В0,423 х Р0-725 х 0,007184,

где S — площадь поверхности тела, м2; В — масса тела, кг; Р — рост, см; 0,007184 — постоянный коэффициент.

По существу СИ представляет собой меру потока крови из сердца и в этом качестве является основным показателем его насосной функции. У здорового человека в состоянии покоя индекс считается нормальным в пределах 2,5— 3,6 л/мин/м2. Уменьшение возможностей сердца выполнять свою насосную функцию при различных формах патологии ведет к снижению СИ.

Таким образом, показатель СИ более адекватно, чем СВ, характеризирует гемодинамические возможности конкретного (а не некого виртуального) здорового организма и в условиях развития сердечной недостаточности. Именно этот показатель используют для объективной оценки степени ее выраженности. В этом качестве СИ является одним из основных классификационных критериев сердечной недостаточности.

Фракция выброса (ФВ)

Этот показатель характеризует степень эффективности работы сердца во время систолы. В основном принято измерять ФВ левого желудочка — основного компонента сердечного насоса.

ФВ выражают в виде процента УО от объема крови в желудочке при максимальном его наполнении во время диастолы.

Например, если в левом желудочке находилось 100 мл, а во время систолы в аорту поступило 60 мл крови, то ФВ равняется 60%.

Как правило, ФВ вычисляют по формуле:

ФВ = (КДО – КСО) / КДО х 100 (%),

где КДО — конечный диастолический объем, КСО — конечный систолический объем.

Наряду с расчетом ФВ используют аппаратные методы ее определения: эхокардиографию, рентгеноконтрастную или изотопную вентрикулографию.

Нормальное значение ФВ левого желудочка равно 55—75%. С возрастом имеется тенденция к снижению данного показателя. Принято считать, что величина ФВ ниже 45—50% свидетельствует о недостаточности насосной функции сердца.

Показатель ФВ при различных сердечно-сосудистых заболеваниях не только диагностически, но и прогностически значим. Однако он имеет определенные ограничения, т.к. зависит от сократимости миокарда и от других факторов (пред-, постнагрузки, частоты и ритмичности сердечных сокращений).

Давление заклинивания легочной артерии (ДЗЛА)

Для объективной оценки насосной функции левого сердца необходимо измерять кровяное давление в системе легочных вен — при левожелудочковой недостаточности оно повышается.

Однако катетеризация легочных вен достаточно сложная процедура и включает ретроградное (против тока крови) проведение катетера из какой-либо периферической артерии (например, бедренной артерии) в аорту, затем в левый желудочек, левое предсердие и наконец через митральное отверстие в легочную вену.

Выполнение такого диагностического маневра чревато различными осложнениями — перфорацией сосудов, самозавязыванием катетера в узел, внесением «катетерной» инфекции, аритмиями, тромбообразова-нием и др., поэтому с целью определения уровня кровяного давления в легочных венах решено проводить катетеризацию не легочных вен, а легочной артерии.

Это более простая и безопасная процедура для оценки насосной функции левого сердца. При ее проведении используют т. н. плавающий катетер Свана—Ганца (Swan Н., Ganz W.), на конце которого расположен небольшой баллончик, раздуваемый воздухом или изотоническим раствором натрия хлорида.

Вначале катетер проводят в верхнюю полую вену, используя технику катетеризации подключичной и внутренней яремной вен. После попадания катетера в правое предсердие баллончик немного раздувают.

При этом катетер приобретает повышенную «плавучесть» и подобно лодочке под парусом практически самостоятельно током крови заносится в легочную артерию.

Затем воздух (или изотонический раствор натрия хлорида) из баллончика выпускают и продвигают конец катетера в одно из разветвлений легочной артерии II и III порядка до упора, т. е. до капиллярной сети.

После этого вновь раздувают баллончик, обтурируя («заклинивая») сосуд, что позволяет зарегистрировать так наз. легочно-капиллярное давление или, точнее, давление, передаваемое через систему легочных вен и капилляров из левого предсердия в катетер.

Измеряемое при этом давление получило название «давление заклинивания легочной артерии» (ДЗЛА). На всех этапах продвижения катетера (правое предсердие, правый желудочек, легочная артерия и ее бифуркации) контролируют изменения кровяного давления с помощью этого же катетера для отслеживания его местонахождения.

ДЗЛА является одним из основных гемодинамических показателей насосной функции сердца, который, за некоторым исключением, фактически всегда соответствует давлению в левом предсердии и конечно-диастолическому давлению в левом желудочке, отражая, таким образом, состояние легочного капиллярного кровообращения и риск развития кардиогенного отека легких у пациентов с левожелудочковой недостаточностью.

Центральное венозное давление (ЦВД)

это давление крови в правом предсердии; показатель отражает преднагрузку правого сердца (желудочка).

Ее величина зависит от объема крови, поступающей в правое сердце (чем больше возврат крови в сердце,тем выше ЦВД), и насосной функции правого сердца.

ЦВД прежде всего отражает способность правого желудочка перекачивать весь объем поступающей в него крови, поэтому оно является объективным критерием насосной функции правого сердца.

При правожелудочковой недостаточности ЦВД повышается. Показатель ЦВД используют также для оценки объема циркулирующей крови. При этом необходимо учитывать способность венозной системы активно уменьшать свою емкость под воздействием факторов, регулирующих тонус венозных сосудов.

В условиях развития гиповолемических состояний их компенсаторный спазм может скрывать уменьшение ОЦК и соответственно снижение ЦВД. Известно, что быстрое уменьшение ОЦК на 10%, как правило, не сопровождается падением ЦВД. ЦВД измеряют в правом сердце с помощью катетера, снабженного манометром.

При горизонтальном положении тела нормальный уровень ЦВД находится в пределах 40—120 мм вод. ст. В условиях развития экстремальных состояний организма уровень ЦВД обычно непрерывно контролируется, т.к. ЦВД имеет исключительную ценность в дифференциальной диагностике шоковых состояний, инфарктов миокарда, сердечной недостаточности, выраженных кровопотерь и т.п.

Системное артериальное давление (АД систем.)

Системное артериальное давление (АД систем.) является функцией сердечного выброса (СВ) и общего периферического сопротивления сосудов (ОПСС):

АД систем. — f (СВ, ОПСС),

где f — функция (математическое понятие, отражающее связь между элементами множества).

Различают систолическое, диастолическое, пульсовое и среднее артериальное давление.

Артериальное давление систолическое

Артериальное давление систолическое (АД систол.), определяемое в период систолы левого желудочка сердца, отражает минутный объем сердца: МОС = f (ударный объем сердца, частота/ритм/сила сокращений сердца, объем циркулирующей крови);

Артериальное давление диастолическое

Артериальное давление диастолическое (АД диастол.), измеряемое в период диастолы левого желудочка, отражает общее периферическое сопротивление сосудов (ОПСС): ОПСС = f (диаметр [тонус] резистивных сосудов, реологические свойства крови);

Пульсовое артериальное давление

Пульсовое артериальное давление (АД пульс.) представляет собой (в первом приближении) разницу между уровнями систолического и диастолического давлений.

Артериальное давление среднее

Артериальное давление среднее (АД средн.) — в упрощенном варианте представляет собой среднее арифметическое между уровнями систолического и диастолического давлений. Существует ряд способов расчета уровня АД среди.:

1) АД средн. = (АД систол, х Т систол. + АД диастол, х Т диаст.) / Т серд. цикла, где Т — длительность систолы, диастолы или сердечного цикла;

2) АД средн. = АД диаст. + 1/3 АД пульс, (формула Хикема);

3) АД средн. = АД диаст. + 0,427 х АД пульс, (формула Вецлера и Богера; считают наиболее точной для расчета АД среда.);

Системное венозное давление (ВД средн.) принято приравнивать к среднему давлению в правом предсердии.

Общее периферическое сосудистое сопротивление (ОПСС). Этот показатель отражает суммарное сопротивление прекапиллярного русла и зависит как от сосудистого тонуса, так и от вязкости крови. На величину ОПСС влияет характер ветвления сосудов и их длина, поэтому обычно чем больше масса тела, тем меньше ОПСС.

В cвязи с тем, что для выражения ОПСС в абсолютных единицах требуется перевод давления мм рт. ст. в дин/см2, формула для расчета выглядит следующим образом:

ОПСС = (АД систем, х 80) / СВ [дин хсх см-5]; 80 – константа для перевода в метрическую систему.

(3 votes, average: 3,67 5)
Загрузка…

Источник: https://cardio-bolezni.ru/pokazateli-gemodinamiki/

КД. Гемодинамическое сопротивление

Гемодинамическое сопротивление это

< Предыдущая СОДЕРЖАНИЕ Следующая >

Перейти к загрузке файла

крови оказывает существенное влияние и на второй основной гемодинамический показатель (КД). Для анализа факторов, от которых зависит КД, рассмотрим уравнение Пуазеля относительно изменения давления, которое имеет вид:

l – длина кровеносного сосуда, соответствующего уровня ветвления;

r – радиус сосуда соответствующего уровня ветвления;

Q – объемная скорость кровотока.

– гемодинамическое сопротивление.

[]=[]

Величина Rr отображает сопротивление сосудистого русла кровотоку, включая все факторы, от которых оно зависит. В этой связи Rr оказалось полезной величиной для расчета и моделирования сердечно-сосудистой системы, при создании искусственных аппаратов кровообращения, и при протезировании сердца и сосудов.

Характер уравнения Пуазелля относительно свидетельствует, что КД зависит от объемной скорости кровотока и следовательно, от массы циркулирующей крови и сократительной деятельности миокарда, которые и определяют эту скорость.

Еще в большей степени оказывают влияние на динамику КД гемодинамическое сопротивление (Rr) и, прежде всего, такой его компонент, как радиус сосуда, который входит в формулу в 4-ой степени (). В этой связи, изменение r на 20% вызывает изменение КД в сосуде более чем в 2 раза.

Таким образом, даже небольшие колебания просвета кровеносных сосудов оказывают сильное влияние на кровообращение.

Не случайно регуляция уровня КД в организме связана с нервными или гуморальным (химическими) влияниями, прежде всего, на гладкомышечную оболочку кровеносных сосудов, в целях активного изменения их просветов. Как правило, на это же направляются основные фармакологические средства, нормализующие КД.

Проанализируем изменение Rr в системе кровообращения на модели разветвленной сосудистой трубки. Rr в разных отделах сосудистой трубки имеет следующее значение:

Гемодинамическое сопротивление в разных сечениях кровеносного русла

1 – аорта; 2 – артерии; 3 – артериоллы; 4 – капилляры; 5 – вены.

Все крупные артерии имеют большой радиус, который мало изменяется в обычных условиях. Поэтому их вклад в Rr и в его изменение незначителен, хотя длина артерии сравнительно велика.

По мере удаление от желудочков, число артерий, включаемых параллельно кровотоку возрастает, поскольку при параллельном включении в кровообращение многих (n) сосудов Rr начинает падать в n раз, и вклад этого звена артериального русла должен быть, казалось бы, меньше, по сравнению с вкладом крупных артерий, тем более что по мере удаления от сердца, каждое разветвление артерий становится короче.

Однако, по мере ветвления артерий, уменьшается их радиус, а, поскольку Rr зависит от r в 4 степени, то Rr становится тем больше, чем дальше от сердца расположено данное артериальное русло. Особенно резкое увеличение Rr наблюдается на уровне артериолл. Переход от артериолл к капиллярам характеризуется значительным увеличением количества параллельно включаемых сосудов.

Тогда, как радиус прекапилляр (сосуда, принадлежащего последнему звену артериолл) и капилляра примерно одинаковы. В этой связи общее Rr капиллярной сети примерно в 4 раза меньше, чем артериолл. В венозном русле Rr еще меньше, чем в капиллярном.

Отмеченные особенности Rr в различных звеньях кровеносного русла определяют КД в сердечно-сосудистой системе человека. Распределение КД в различных сосудах БКК имеет следующий вид:

Распределение кровяного давления в различных сосудах большого круга кровообращения человека

1 – аорта; 2 – крупные магистральные артерии; 3 – мелкие магистральные артерии;

4 – артериоллы; 5 – капилляры; 6 – венулы; 7 – вены; 8 – полые вены.

В аорте и крупных артериях падение давления невелико. КД в начале и конце таких сосудов почти одинаково. В артериоллах наблюдается максимальный перепад давления, то есть, свыше половины всего общего падения КД в сосудистом русле.

В крупных и средних артериях КД неодинаково в систолу и в диастолу. В полых венах КД имеет отрицательное значение. Смысл этого выражения состоит в том, что давление крови в полых венах ниже атмосферного давления на несколько мм рт.ст.

принято различать следующие виды КД:

1. Систолическое (max).

2. Диастолическое (min).

3. Пульсовое, равное разности максимального и минимального.

4. Среднее.

Названные виды КД составляют вторую группу основных гемодинамических показателей КД, то есть, той силы, с которой движущаяся кровь давит на единицу поверхности соответствующих сосудов.

Функциональное предназначение кровеносных сосудов в системе кровообращения неодинаково. В биофизике и физиологии принято различать 4 типа кровеносных сосудов:

1 – Артерии эластичного типа. 2 – Артерии мышечного типа.

3 -Капилляры. 4- Вены.

Артерии эластичного типа поддерживают кровоток во время диастолы желудочков сердца и, тем самым, обеспечивают непрерывность движения крови в сосудистой системе.

Артерии мышечного типа создают переменное сопротивление кровотоку и, следовательно, регулируют уровень КД в системе кровообращения, а также объемную скорость кровотока в каждом из органов.

Капилляры осуществляют обмен веществ между кровью и тканями, ради чего и существует вся сердечно-сосудистая система.

Вены являются емкостными сосудами, так как они обладают выраженной пластичностью и могут сильно деформироваться (растягиваться) без существенного развития напряжения в них. В этой связи в венах сосредоточено примерно 80% крови, находящейся в БКК.

Источник: https://studbooks.net/1403718/meditsina/gemodinamicheskoe_soprotivlenie

WikiSimptom.Ru
Добавить комментарий