Физические основы гемодинамики

Гемодинамика ‑ раздел биомеханики, в котором исследуется движение крови по сосудистой системе. Физической основой гемодинамики является гидродинамика. Течение крови зависит как от свойств крови, так и от свойств кровеносных сосудов.

Кровь. Ее количество 5,2 л у мужчин; 3,9 л у женщин. Состав: в 1 мм³ находится до 5 млн. эритроцитов; 4–9 тыс. лейкоцитов (0,2 %); 18‑320 тыс. тромбоцитов (6,4 %); 13‑16 г гемоглобина в 100 мл. В состав крови входит плазма.

Гемоглобин придает красный цвет, переносит кислород и углекислый газ, доставляет питательные вещества из органов пищеварения к тканям, а продукты обмена к органам выделения, участвует в регуляции водно-солевого обмена и кислотно-щелочного равновесия в организме. Поддерживает постоянной температуру тела.

Благодаря наличию в крови антител, антитоксинов и лизинов, а также способности лейкоцитов поглощать микроорганизмы и инородные тела, кровь выполняет защитную функцию.

а) Пульсовая волна. Одним из важных гемодинамических процессов является распространение пульсовой волны (рис. 29).

Рис. 29.Профиль артерии при прохождении пульсовой волны

Пульсовая волна распространяющаяся по аорте и артериям ‑ волна увеличения объема сосуда в результате одновременного увеличения в нем давления (повышенного над атмосферным) и массы жидкости, вызванного выбросом крови из левого желудочка сердца в период систолы.

При распространении вдоль сосудов происходит затухание амплитуды пульсовой волны.

Скорость распространения пульсовой волны ( ) можно найти из выражения, полученного Т. Юнгом.

– диаметр сосуда; h – толщина стенки сосуда, ρ – плотность вещества сосуда, E – модуль упругости.

Наряду с пульсовой волной в системе «сосуд-кровь» могут распространяться и звуковые волны.

Выделяют обычно три процесса движения.

1. Перемещение частиц крови. Скорость 0,3‑0,5 м/с

2. Распространение пульсовой волны. Скорость 6‑8 м/с

3. Распространение звуковых волн. Скорость ~ 1500 м/с.

За время систолы ~ 0,3 с пульсовая волна успевает распространиться на расстояние ~ 2 м, т.е. охватить все крупные сосуды.