Click here to load reader

Wykład 7 - biofizyka.p.lodz.plbiofizyka.p.lodz.pl/prezentacje/wyklad_7_uklad_krazenia_krwi.pdf · Turbulencje występują gdy zaburzony zostaje przepływ laminarny. Ma to miejsce

  • View
    213

  • Download
    0

Embed Size (px)

Text of Wykład 7 - biofizyka.p.lodz.plbiofizyka.p.lodz.pl/prezentacje/wyklad_7_uklad_krazenia_krwi.pdf ·...

Ukad krenia krwi

Bogdan Walkowiak

Zakad BiofizykiInstytut Inynierii Materiaowej

Politechnika dzka

Wykad 7Wykad 7

2014-11-18 Biofizyka 1

Ukad krenia krwiUkad krenia krwi

Source: INTERNETSource: INTERNET

2014-11-18 Biofizyka 2

Krew pynie w naczyniach w wyniku gradientuObecnoci cinienia wytworzonego przez serce

(cinienie skurczowe cinienie rozkurczowe) przepyw =-----------------------------------

opr naczyniowy

Co powoduje przepyw krwi?

2014-11-18 Biofizyka 3

Cinienie krwi w ukadzie krenia

Ukad krenia krwi (obieg duy)

Aorta 100 hPa (70 mm Hg) rozkurcz160 hPa (120 mm Hg) skurcz

ya gwna 0

Krenie pucne (obieg may)

Ttnice pucne 10 hPa (8 mm Hg) rozkurcz30 hPa (15 mm Hg) skurcz

yy pucne 9 hPa (7 mm Hg)

2014-11-18 Biofizyka 4

Grawitacja wpywa na cinienie krwi

Cinienie hydrostatyczne krwi: P = g hgdzie: h wysoko supa krwi

g przyspieszenie ziemskie (okoo 10 m/s2) gsto krwi (okoo 103 kg/m3)

P = 100 h (w hPa) i 75 h (w mm Hg)

Dla ttnic w gowie (h = 0.5 m powyej serca):

P = 130 50 = 80 hPa

Dla ttnic w stopach (h = 1 m ponizej serca):

P = 130 + 100 = 230 hPa

2014-11-18 Biofizyka 5

Zamknity obieg krwi

Source: INTERNETSource: INTERNET

2014-11-18 Biofizyka 6

Prawo cigoci strumienia

rdo: A. Pilawski Podstawy Biofizyki rdo: A. Pilawski Podstawy Biofizyki

Strumie krwi

Poniewa naczynia kapilarne obecne s w olbrzymiej liczbie

Prawo nie uwzgldnia:

1. ciliwoci krwi

2. pulsacji krwi

3. wymiany krwi z otoczeniem

2014-11-18 Biofizyka 7

Prawo Bernouliego

Source: INTERNETSource: INTERNET

2014-11-18 Biofizyka 8

Oporno naczyniowa przepywu krwi

Zgodnie z prawem the Poiseuillea-Hagena, prdko przepywu obitociowego przez cylindryczne naczynie krwionone moe by opisana rwnaniem:

gdzie P/l jest gradientem cinienia, jest lepkoci krwi, r jest promieniem naczynia. Zakadajc V = P/R oporno systemu R opisana jest rwnaniem:

- Czynnik geometryczny

Source: A. Pilawski Podstawy Biofizyki Source: A. Pilawski Podstawy Biofizyki

2014-11-18 Biofizyka 9

Cinienie elastyczne cian naczy

Source: A. Pilawski Podstawy Biofizyki Source: A. Pilawski Podstawy Biofizyki

Naprenie spryste

T = F/L

Zgodnie z prawem Laplacea

P = T/r

gdzie:

P cinienie spryste (napicie powierzchniowe) ciany

T naprenie spryste w cianie

r promie naczynia

Biofizyka 10

Lepko krwi

gdzie:

F/S naprenie cinajce

dV/dx prdko cinaniaLepko krwi zaley od:

- hematokrytu

- temperatury

- przekroju naczynia

- prdkoci przepywu krwi

- skadu biaek osocza (fibrynogen, albuminy IgG)

Biofizyka 11

Osiowa kumulacja komrek krwi

2014-11-18 Biofizyka 12

Przepyw laminarny jest obserwowany jest w wikszoci odcinkw ukadu naczyniowego. Charakteryzuje si wystpowaniem koncentrycznych warstw krwi przepywajcej wzdu naczy. Najwiksza prdko przepywu (Vmax) obserwowana jest w centrum naczynia. Najnisza prdko przepywu (V=0) obserwowana jest przy cianie naczynia. Profil rozkadu wektorw prdkoci przepywu ma ksztat paraboliczny. Przepyw laminarny zachodzi wzdu dugich i prostych naczy krwiononych w warunkach przepywu stacjonarnego.

Laminarny i turbulentny przepyw krwi

Source: INTERNETSource: INTERNET

2014-11-18 Biofizyka 13

Turbulencje wystpuj gdy zaburzony zostaje przepyw laminarny. Ma to miejsce w zweniach i rozgazieniach naczy, w miejscach pracy zastawek serca oraz w wstpujcym odcinku aorty, szczeglnie podczas wysiku. Wystpienie turbulencji mona przewidzie obliczajc warto liczby Reynoldsa (Re):

Gdzie: v = rednia prdko przepywu, D = rednica naczynia, = gsto krwi, = lepko krwi

2014-11-18 Biofizyka 14

Laminarny i turbulentny przepyw krwi

Dla: Re < 2100 przepyw laminarny2100 3000 przepyw turbulentny

Turbulencje generuj fale akustyczne (szmery wyrzutowe serca), ktre s dobrze syszalne za pomoc stetoskopu. Poniewa prdko przepywu wzmaga turbulencje, odgosy zwizane z przepywem krwi s lepiej syszalne podczas wysiku.

Source: INTERNETSource: INTERNET

2014-11-18 Biofizyka 15

Laminarny i turbulentny przepyw krwi

Fale pulsu

Source: A. Pilawski Podstawy Biofizyki Source: A. Pilawski Podstawy Biofizyki

2014-11-18 Biofizyka 16

- W czasie okoo 0,8 sekundy okoo 70 ml krwi jest wyrzucane z lewej komory serca.

- Oporno naczyniowa oraz elastyczno ttnic powoduj odksztacenia spryste

cian ttnic, co oznacza, ze energia kinetyczna przepywu krwi zamieniana jest w

energi potencjaln sprystych cian naczy.

- W ten sposb formowana jest fala ttna . Jest to spryste odksztacenie cian naczy

ttniczych.

Praca serca

2014-11-18 Biofizyka 17

- Praca objtociowa serca (pdV) wykonana jest w celu pokonania cinienia obecnego

w naczyniach krwiononych.

- Praca wewntrzna (praca kinetyczna 2dV/2) wykonana jest nadania krwi energii

kinetycznej.

komora lewa komora prawa

praca objtociowa 0,91 J/puls 0,15 J/puls

praca kinetyczna 0,006 J/puls 0,006 J/puls

Serce w stanie spoczynku wykonuje:

prac objtociow = 1,06 J/puls

Prac kinetyczn = 0,012 J/puls

Moc serca

2014-11-18 Biofizyka 18

Dzielc prace przez czas moemy otrzyma moc serca:

P = 1,072 J / 0.8 sek. = 1,34 W

W trakcie wysiku praca kinetyczna serca moe wzrosn wiele razy,

w zwizku z czym moc serca rwnie wzrasta.

Wydajno serca

Wydajno serca ssakw wynosi okoo 20-25%i jest stosunkowo staa.

2014-11-18 Biofizyka 19

http://www.growth-dynamics.com/news/Jul15_02.htm