Физические основы гемодинамики

Методы измерения вязкости крови.

Реологические свойства крови, плазмы и сыворотки крови.

Кровь является неньютоновской жидкостью. Кровь – это форменные элементы в плазме, 93% форменных элементов составляют эритроциты. Характерным свойством эритроцитов является тенденция к образованию агрегатов. Плазма крови – это кровь, лишенная форменных элементов. Плазма практически ньютоновская жидкость. Кровяная сыворотка – плазма, в которой нет фибриногена. Вязкость (h) воды = 1 мПа·с, h крови = 4 – 5 мПа·с, h сыворотки = 1,1 мПа·с, h плазмы = 1,3 – 2,2 мПа·с. (1 Пуаз = 0,1 Па·с).

Венозная кровь обладает несколько большей вязкостью, чем артериальная. При тяжелой мышечной работе вязкость крови увеличивается. Форменные элементы крови (эритроциты) быстро погибают. Они живут в среднем около 4 месяцев. Ежесекундно выбрасывается около 200 млн. эритроцитов. Эритроцитарная мембрана может свободно поворачиваться вокруг содержимого эритроцитов, что значительно уменьшает вязкость крови. На повышение вязкости крови влияют: выход гемоглобина из оболочки эритроцита, а также склеивание эритроцитов (агглютинация).

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. Капиллярными вискозиметрами измеряют вязкость от

10^-5 до 10⁴ Па·с.

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.

Гемодинамикой называют область биомеханики, в которой исследуется движение крови по сосудистой системе. Основная задача гемодинамики - установить взаимосвязь между основными гемодинамическими показателями, а также их зависимость от физических параметров крови и кровеносных сосудов. Физической основой гемодинамики является гидродинамика. Течение крови зависит как от свойств крови, так и от свойств кровеносных сосудов. К основным гемодинамическим показателям относятся давление и скорость кровотока. Давление - это сила, действующая со стороны крови на сосуды, приходящаяся на единицу площади: Р = F/S. Различают объемную и линейную скорость кровотока. Объемной скоростью Q называют величину, численно равную объему жидкости, протекающему в единицу времени через данное сечение трубы: Q = V/ t [м³ / с]. Линейная скорость представляет путь, проходимый частицами в единицу времени: V = l / t [м / с]. Линейная скорость и объемная связаны простым соотношением: Q = V·S. Так как жидкость несжимаема, то через любое сечение трубы в единицу времени протекают одинаковые объемы жидкости:

Сердечно-сосудистую систему можно представить в виде замкнутой, многократно разветвленной и заполненной кровью системы трубок с эластичными стенками. Движение крови осуществляется благодаря ритмическим сокращениям сердца.

Количество крови Q, протекающее через поперечное сечение участка сосудистой системы в единицу времени и называемое объемной скоростью кровотока, зависит от разности давлений в начале и конце участка и его сопротивления току крови.

Дата добавления: 2014-01-06