Биореология. Формула Ньютона в биореологии.
advertisement
Лекция 5 гемодинамика 2 план лекции БИОРЕОЛОГИЯ. ФОРМУЛА НЬЮТОНА В БИОРЕОЛОГИИ. КРИВЫЕ ТЕЧЕНИЯ ЗАВИСИМОСТЬ ВЯЗКОСТИ КРОВИ ОТ РАЗЛИЧНЫХ ФИЗИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ МОДЕЛИ КРОВООБРАЩЕНИЯ ПУЛЬСОВАЯ ВОЛНА ИЗМЕНЕНИЕ ДАВЛЕНИЯ И СКОРОСТИ КРОВОТОКА В БОЛЬШОМ КРУГЕ КРОВООБРАЩЕНИЯ РАБОТА И МОЩНОСТЬ СЕРДЦА ИЗМЕРЕНИЕ ДАВЛЕНИЯ КРОВИ 3 литература А.Н. Ремизов, А.Г. Максина Медицинская и биологическая физика. с. 150 -160 Н.М. Ливенцев Курс физики. Т.1. с. 33 - 39. В.Н. Федорова, Е.В. Фаустов Медицинская и биологическая физика. Лекция 9. 4 БИОРЕОЛОГИЯ. ФОРМУЛА НЬЮТОНА В БИОРЕОЛОГИИ. КРИВЫЕ ТЕЧЕНИЯ. 5 Биореология. Формула Ньютона в биореологии. БИОРЕОЛОГИЯ ньютоновская жидкость dυ F =ηS dz TP неньютоновская жидкость жидкость не течет σ c= η γ жидкость течет F - формула Ньютона в биореологии F σ c= - напряжение сдвига S d υ γ = - скорость сдвига dz 6 Кривые течения. Кривые течения σ c , Па σ пр неньютоновская жидкость ньютоновская жидкость σс>σ σ пр γ ,с пр - предел текучести −1 7 ЗАВИСИМОСТЬ ВЯЗКОСТИ КРОВИ ОТ РАЗЛИЧНЫХ ФИЗИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ 8 Зависимость вязкости крови от различных физических факторов Скорость сдвига (градиент скорости) η Па ⋅ с кровь эффективная вязкость кажущаяся вязкость ньютоновская жидкость 100 γ ,с −1 9 Зависимость вязкости крови от различных физических факторов Гематокритный показатель (Н%) η Па ⋅ с η η0 0 - вязкость плазмы H, % 10 Зависимость вязкости крови от различных физических факторов Температура ω − η η = Ae kT Па ⋅ с A - const ω - энергия активации k - постоянная Больцмана T - абсолютная температура 10 38 t , С 11 Зависимость вязкости крови от различных физических факторов Диаметр сосуда крупные сосуды (аорта, артерии) d сосуда > >d эритр d эритр ≈ 8 мкм 12 Зависимость вязкости крови от различных физических факторов Диаметр сосуда мелкие сосуды (мелкие артерии, артериолы) d сосуда ≈ ( 5 − 20) d эритр η Па ⋅ с d↓ η ↓ 10 1000 d, мкм 13 Зависимость вязкости крови от различных физических факторов Диаметр сосуда микрососуды (капилляры) d сосуда < d эритр 14 МОДЕЛИ КРОВООБРАЩЕНИЯ 15 модели кровообращения элементы сердечно-сосудистой системы сердце полая вена вены аорта артерии венулы артериолы капилляры 16 модели кровообращения гидродинамическая 17 модели кровообращения B электрическая U ~ Элемент электрической модели U – источник несинусоидального переменного напряжения B - выпрямитель С - конденсатор R - резистор R C Элемент сердечнососудистой системы сердце аортальный клапан сердца аорта, артерии капилляры 18 ПУЛЬСОВАЯ ВОЛНА 19 Пульсовая волна Передний фронт волны направление t1 пульсовой волны t2 t1 < t 2 < t3 < t 4 пульсовая волна волна повышенного давления, вызванная выбросом крови из левого желудочка во время систолы t3 направление пульсовой волны t4 Задний фронт волны υ пульс. волны ≈ 5 − 10 м / с υ крови ≈ 0,3 − 0,5 м / с 20 Пульсовая волна Уравнение пульсовой волны P(x) = P0 max e −β x x cosω t − υ Р P0 max = Pс − Pд P0 max e − βx − βx = P0 ( x ) P0 max e - амплитуда пульсовой волны β - коэффициент затухания x - расстояние от начала аорты до произвольной точки сосуда 1 2 3 1 - аорта 2 - артерии 3 - артериолы x ИЗМЕНЕНИЕ ДАВЛЕНИЯ И СКОРОСТИ КРОВОТОКА В БОЛЬШОМ КРУГЕ КРОВООБРАЩЕНИЯ 22 Изменение давления и скорости кровотока в большом круге кровообращения ИЗМЕНЕНИЕ ДАВЛЕНИЯ В БОЛЬШОМ КРУГЕ КРОВООБРАЩЕНИЯ Давление крови – давление, которое кровь оказывает на стенки кровеносных сосудов или превышение давления крови в кровеносной системе над атмосферным F P= S Па F - сумма сил приложенных перпендикулярно поверхности кровеносного сосуда S- площадь поверхности 23 Изменение давления в большом круге кровообращения Закон Гагена - Пуазейля ∆P ⇒ ∆P= QX Q= X Q − const 8 lη X= 4 π R Р PС PСР PД - гидравлическое сопротивление 1 2 3 4 5 6 Rкапилляр < Rартерия< Rаорта 1 - аорта 2 - артерии X капилляр > X артерия> X аорта 3 - артериолы 4 - капилляры ∆ Pкапилляр > ∆ Pартерия > ∆ Pаорта 5 - вены 6 – полая вена 24 Изменение скорости кровотока в большом круге кровообращения Уравнение неразрывности струи υ ,м/с Q = υ S = const 0,5 Sвсех капилляров > S аорты в 500 раз υ υ кап кап < υ аорт ≈ 1 мм / с в 500 раз 1 2 1 - аорта 2 - артерии 3 - капилляры 4 - вены 3 4 25 РАБОТА И МОЩНОСТЬ СЕРДЦА 26 РАБОТА И МОЩНОСТЬ СЕРДЦА AЛ = A1 + A2 AЛ - работа левого желудочка A1 = PVУД- работа, совершаемая левым желудочком, затрачиваемая на преодоление сил давления; P A2 - среднее давление в аорте; - работа, совершаемая левым желудочком, на сообщение крови кинетической энергии. ρ VУДυ mυ A2 = = 2 2 ρ − плотность крови; 2 υ − VУД - ударный объем крови. 2 скорость крови в аорте. AЛ = ∆ РVУД ρ VУДυ + 2 2 27 РАБОТА И МОЩНОСТЬ СЕРДЦА AП = 0,2 AЛ - работа правого желудочка AС = AЛ + AП = 1,2 AЛ ρ VУДυ PVУД + АС = 1,2 2 2 АС = 1,14 Дж - за одно сокращение АС = 98 000 Дж - за одни сутки МОЩНОСТЬ СЕРДЦА NC = AC tсокр ≈ 3,3 Вт 28 ИЗМЕРЕНИЕ ДАВЛЕНИЯ КРОВИ МЕТОД КОРОТКОВА 29 Если Вы еще не уснули, то благодарю за внимание !!! 29
