- •1. Незатухающие гармонические колебания
- •2. Затухающие гармонические колебания
- •3. Вынужденные колебания
- •5. Биофизика слуха. Звук. Ультразвук.
- •7. Звуковые волны
- •8. Ультразвук
- •11.- 16. Элементы биофизики кровообращения
- •11. І. Реологические свойства крови
- •12. Законы течения вязких жидкостей
- •14. Основные законы гемодинамики
- •16. Распределение среднего давления
- •17. Элементы биомеханики сердца
- •19. Электрические свойства тканей и органов
- •21. Электропроводимость биологических тканей и жидкостей
- •23. Биопотенциалы
- •1.6. Электрокардиография. Реография
- •24. Физические основы реографии
- •25. Основы электротерапии
- •26.Разновидности терапевтических методов
- •28. Тепловое излучение и его характеристики
- •29. Абсолютно черное тело. Серые тела
- •30. Законы теплового излучения
- •31. Тепловое излучение тела человека
- •33. Рентгеновское излучение
- •35. Взаимодействие рентгеновского излучения с веществом
- •37. Методы рентгеновской диагностики
- •38. Элементы радиационной физики. Основы дозиметрии
- •35. Взаимодействие радиоактивных излучений с веществом
- •41. Дозиметрия радиоактивных излучений
14. Основные законы гемодинамики
Гемодинамика изучает законы движения крови по кровеносной системе. Основные гемодинамические показатели: давление и скорость кровотока. Давление (Р) – это сила, действующая со стороны крови на сосуды, приходящаяся на единицу площади:
, [P] = Па. .
Объемной скоростью () называют величину, численно равную объему жидкости, протекающей в единицу времени через данное сечение:
.
Линейная скорость () – путь, проходимый частицами крови в единицу времени:
; .
Формула связи линейной и объемной скорости:
,
где S – площадь поперечного сечения потока жидкости.
Формула (закон) Пуазейля
Основной движущей силой является кровяное давление, обусловленное превышением давления, вызванного работой сердца, над атмосферным.
,
где – разность давлений на входе и выходе сосуда;
–гидравлическое сопротивление сосуда;
,
–длина сосуда, – внутренний радиус сосуда,
–динамический коэффициент вязкости жидкости.
Давление крови в сосудах зависит от объемной скорости кровотока, радиуса сосуда, вязкости крови.
Согласно формуле объемная скорость кровотока пропорциональна градиенту давления: ~(градиент давления) и обратно пропорциональна вязкости.
Однако может показаться удивительным, что ~(радиус в четвертой степени). Это означает, что при одном и том же градиенте давления увеличение радиуса вдвое приводит к увеличению объемной скорости кровотока в 16 раз!
Интересный пример зависимости ~ можно найти и в системе кровообращения человеческого организма.
Поскольку формула Пуазейля справедлива лишь для ламинарного течения несжимаемой жидкости с постоянной вязкостью, то она не может в точности выполнятся для крови. Так как кровь содержит взвешенные частицы, то течение крови не вполне ламинарно, а ее вязкость зависит от скорости течения. В этом случае формула Пуазейля является хорошим приближением в первом порядке. Однако, при атеросклерозе и отложении холестерина радиус сосудов уменьшается и тогда для поддержания нормального кровотока требуется более высокий градиент давления.
16. Распределение среднего давления
При сокращении сердца давление крови в аорте испытывает колебания. Среднее артериальное давление определяется по формуле:
,
где – систолическое давление, – диастолическое давление.
Одним из важных гемодинамических процессов является распространение пульсовой волны.
Пульсовая волна – процесс распространения изменения объема крови вдоль эластичного сосуда в результате одновременного изменения в нем давления и массы жидкости.
Рассмотрим характеристики пульсовой волны.
Амплитудой пульсовой волны (пульсовое давление) называется разность между максимальным и минимальным значением давлений в данной точке сосуда. В начале аорты амплитуда волны () – максимальна и равна разности систолического () и диастолического () давлений. Затухание амплитуды пульсовой волны при ее распространении вдоль сосуда представлена формулой:
где – коэффициент затухания, увеличивающийся с уменьшением радиуса.
Скорость распространения пульсовой волны зависит от свойств сосуда и крови.
,
где – модуль Юнга материала стенки сосуда или модуль упругости;
–толщина стенки сосуда;
–плотность крови;
–диаметр просвета сосуда.
, что в 20-30 раз больше скорости движения крови . За время изгнания крови из желудочков (время систолы ) пульсовая волна успевает распространиться на расстояние два метра, т.е. охватить все крупные сосуды – аорту и артерии. С возрастом величина модуля упругости увеличивается в 2-3 раза, следовательно, возрастает и скорость пульсовой волны.