Lucrări de laborator № 20

Lucrări de laborator № 20
BAZELE FIZICE ALE METODEI CLINICE DE MĂSURARE A PRESIUNII SÂNGEIULUI

Scopul lucrării. Să se familiarizeze cu modelele sistemului circulator. Pentru a studia metoda de măsurare a tensiunii arteriale, proiectarea și funcționarea contorului electronic de presiune.







dinamica circulatorii # 45; o zonă biomecanică care studiază mișcarea sângelui prin sistemul vascular.

Modelul fizic al sistemului circulator

Sistemul cardiovascular în corpul uman și animal este reprezentat de inima, vasele de sânge și vasele limfatice.

Modelul fizic al sistemului cardiovascular poate fi reprezentat sub forma unui sistem închis, distribuit în ramificație și umplut cu un sistem lichid de tuburi cu pereți elastici. Mișcarea lichidului are loc sub acțiunea unei pompe de injecție cu funcționare ritmică # 45; inima. În cel mai simplu model hidrodinamic al sistemului circulator propus de O. Frank, partea arterială este modelată ca un rezervor elastic (SD). Acest model este prezentat în Fig. Sânge intră în inimă de la SD (artera) prin K deschidere 1. În timpul compresiei rezervorului elastic conținute în acesta, volumul de sânge este împins prin orificiul K 2 sistemului vascular periferic, făcându-le să avanseze de sânge.

Sistemul periferic (arteriole, capilare) este continuă și multiple ramificare număr mare de tuburi, în special la partea de mijloc, lumen sale comune, care are o secțiune transversală mare, astfel încât viteza lichidului este redus la aproape zero. Cu toate acestea, frecarea internă în straturile din peretele apropiat al acestor tuburi este atât de mare încât această parte a sistemului reprezintă cea mai mare rezistență la curgerea fluidului și provoacă scăderea maximă a presiunii.

Modelul fizic al sistemului cardiovascular permite stabilirea unei relații între volumul de accident vascular cerebral (volumul de sânge expulzat prin ventricolul într-o singură sistola), rezistența hidraulică a părții periferice a sistemului circulator și modificarea presiunii în artere.

Deoarece sângele este în ur. atunci volumul lui V în orice moment depinde de presiunea (p) după cum urmează:

unde k # 45; coeficientul de proporționalitate depinde de elasticitatea rezervorului elastic; # 45; volumul rezervorului în absența presiunii (p = 0).

Diferențierea ecuației (1) în timp obținem

Cantitatea de sânge care curge prin secțiunea transversală a vasului pe unitate de timp se numește viteza volumetrică a debitului. Să presupunem că Q # 45; viteza de volum a fluxului sanguin către urină. # 45; viteza de volum a fluxului sanguin care părăsește urina în sistemul periferic. Presupunând că rezistența hidraulică a sistemului periferic este constantă, putem scrie:

Ecuația (3) indică faptul că viteza volumului de flux sanguin de la inimă la arteră este egală cu rata de scurgere a sângelui din urină și rata de creștere a volumului de urină.

Folosind ecuația Poiseuille pentru un sistem periferic, putem scrie

rezistența hidraulică a sistemului periferic;

# 104; # 45; vâscozitatea sângelui; # 45; lungimea navelor; R # 45; raza navei; r # 45; presiunea în rezervorul elastic; # 45; presiunea venelor, care se poate presupune a fi zero.

Presiunea p în rezervorul elastic de urină în timpul contracției cardiace variază de la maxim la minim. Presiunea maximă se numește sistolică. dar minimul # 45; diastolicheskimrd.

Curba experimentală de presiune față de timp în artera carotidă este prezentată în Fig. 2. Figura prezintă durata sistolului Tc și a diastolului Tg. perioada de impulsuri Tn. presiune diastolică (minimă) pd. presiune sistolică (maximă) pc.

2. Valul impulsurilor

Cu o contracție a inimii (sistolului), sângele este scos din inimă în aorta și arterele care se scurg din ea. O caracteristică a sistemului circulator este elasticitatea pereților vaselor. Dacă pereții vaselor de sânge erau rigizi, presiunea care apărea în sânge la ieșirea din inimă, cu viteza de sunet, ar fi transferată la vasele periferice. Elasticitatea peretilor vaselor conduce la faptul că, în timpul sistolei sângelui ejectat inimii, care se întinde aorta, vasele sanguine majore au perceput în timpul sistolei, mai mult sânge decât scurgerea acesteia la periferie. presiune sistolica este persoană normală este de aproximativ 16 kPa (16 x 10 Pa luna martie). În timpul relaxării inimii (diastolă) vasele de sânge întinse sunt reduse, iar energia potențială a acestor vase de sange devine energie cinetică, care începe să se miște în vasele cu o anumită viteză. Se menține o presiune diastolică de aproximativ 11 kPa.

Un val de înaltă presiune care se propagă prin aorta și arterele în timpul sistolului se numește val de puls. Viteza undei pulsului poate fi estimată din formula Moens # 45; Korteweg:

unde E # 45; modul de elasticitate al vaselor de sânge; # 114; # 45; densitatea substanței navei; și # 45; grosimea vasului; R # 45; raza navei.

Este interesant de observat că, într-o persoană cu vârstă, modulul de elasticitate crește, astfel încât viteza undei de puls devine mai mare.

Unda pulsului se propagă la o viteză de 5 # 45; 10 m / s. Prin urmare, în timpul sistolului (Tc # 126; 0,3 s), trebuie să treacă distanța de la inimă la extremități. Aceasta înseamnă că partea din față a valului pulsului ajunge la membre înainte de începerea diastolului. Valoarea impulsului corespunde pulsației vitezei de curgere a sângelui în arterele mari, totuși, viteza sângelui este mult mai mică decât viteza propagării undelor pulsului și, aproximativ, este egală cu 0,3 # 45; 0,5 m / s. În același timp, fluxul sanguin are un caracter continuu.

Cu un astfel de mecanism de mișcare a sângelui, doar o parte din energia dezvoltată de mușchi în timpul contracției este transmisă direct sângelui în aorta și trece în energia sa cinetică. Restul energiei trece prin energia potențială de întindere a pereților elastici ai vaselor mari și apoi, pe măsură ce revin la starea inițială, această energie este transferată în sânge în timpul diastolului. Aceasta explică natura continuă a fluxului sanguin.







În Fig. 3 prezintă graficele schimbărilor de presiune și viteză în sânge în părțile principale ale sistemului vascular. Presiunea (p) # 45; este o suprapresiune asupra atmosferei.

Mișcarea sângelui prin vase, în special distribuția între diferite părți ale sistemului circulator, depinde nu numai de activitatea inimii, ci și de lumenul total al vaselor. În pereții elastici ai vasului există fibre musculare netede, de la care gradul de reducere depinde de lumenul vasului. Cantitatea totală de sânge circulant și vâscozitatea acestuia, de asemenea, contează. Toți acești factori se află sub influența regulatoare a sistemului nervos central. Astfel, factorii fiziologici, suprapuși peste modelele fizice, reglează circulația sângelui în diferite zone.

3. Baza fizică a metodei clinice de măsurare a tensiunii arteriale

Cunoașterea tensiunii arteriale joacă un rol important în diagnosticarea multor boli și monitorizarea eficacității tratamentului. Presiunea sistolică și diastolică în arteră poate fi măsurată direct cu un ac conectat la un manometru. Cu toate acestea, în medicină, metoda necontaminată propusă de NS Korotkov este larg utilizată. Aceasta constă în măsurarea presiunii care trebuie aplicată în exterior pentru a comprima artera până când fluxul sanguin se oprește în ea. Această presiune este foarte apropiată de tensiunea arterială din arteră. Măsurarea este efectuată, de obicei, pe artera brahială de deasupra cotului cotului (Figura 4).

Compresia arterei este efectuată cu ajutorul unei manșete, care este o cameră de cauciuc într-un caz fabricat dintr-un material subțire. Manșeta este înfășurată în jurul brațului dintre umăr și cot. Când aerul este pompat prin furtun cu o pere de cauciuc, presiunea din manșetă crește. Valoarea presiunii este determinată de manometrul conectat la manșetă. În procesul de umflare a aerului în manșetă, pulsul de pe artera radială este monitorizat cu un senzor (fonendoscop sau traductor piezoelectric). Aerul este pompat în manșetă la o presiune de 10 # 45; 20 mm Hg. deasupra acelui moment în care pulsul de pe artera radială încetează să mai fie ascultat. Apoi, deschizând încet supapa de evacuare a peretelui de cauciuc, reduceți treptat presiunea din manșetă, ascultând sunetele din fonendoscop (sau dinamică). Relația dintre schimbarea presiunii (p) în manșetă și "tonurile Korotkov" este arătată schematic în Fig. 5. În timp ce artera este comprimată complet, nu se aude niciun sunet. Cu o scădere a presiunii în manșetă, încep să se audă tonuri distincte (secțiunea a din figura 5). Aceste tonuri sunt datorate vibrațiilor peretelui arterelor imediat în spatele gulerului sub influența zdruncinături puternice din sânge, care trec prin vas presurizat porțiunea manșetei numai în timpul sistolei a inimii. citire manometru corespunzând evenimentului de timp a tonurilor determină presiunea sistolică.

Cu o scădere suplimentară a presiunii în manșetă, tonurile sunt completate de zgomot (secțiunea b din figura 5). Aceste zgomote se datorează fluxului sanguin turbulent prin porțiunea de manșetă parțial comprimată a arterei. Apoi, zgomotul scade, iar în fonendoscop tonurile nete sunt ascultate din nou (secțiunea din Figura 5). Aceste tonuri se estompează rapid, fluxul laminar de sânge este stabilit în arteră. Indicarea indicatorului de presiune în momentul slăbiciunii puternice a tonurilor corespunde presiunii diastolice.

Pentru o persoană normală sănătoasă, pc = 10 # 45; 120 mm Hg. pd = 70 # 45; 80 mm Hg.

4. Principiul de proiectare și funcționare al monitorului tensiunii arteriale (IAD-1)

Atunci când utilizați IAD-1, nu este necesar să utilizați un phonendoscope. Un senzor piezo foarte sensibil integrat în manșetă permite măsurarea tensiunii arteriale printr-o cămașă sau altă îmbrăcăminte ușoară.

Aspectul contorului este prezentat în Fig. 6. Cuprinde următoarele elemente:

1 # 45; bloc de măsurare; 2 # 45; manometru, 3 # 45; indicatorul luminos al descărcării bateriei, combinat cu indicatorul de înregistrare a tonurilor lui Korotkov; 4 # 45; difuzor; 5 # 45; manșetă; 6 # 45; indicatorul de localizare a senzorului; 7 # 45; tub de cauciuc; 8 # 45; supapa de supraalimentare; 9 # 45; compresor (pere de cauciuc).

Rețineți că pe amplasamentul senzorului piezoelectric de pe manșetă este amplasată o marcă specială. Elementul de senzor al senzorului (pilotului) trebuie să fie orientat spre suprafața manșetei, care este aplicată mâinii.

Principiul metrului este de a izola și de a transforma tonurile lui Korotkov în indicații sonore și luminoase, cu observație vizuală simultană a presiunii asupra manometrului indicatorului. Începerea funcționării afișajului corespunde presiunii sistolice, sfârșitul funcționării indicației # 45; presiunea diastolică.

Contorul IAD-1 este pornit automat când sistemul creează o presiune excesivă a aerului. De asemenea, contorul se oprește automat după ce aerul este epuizat din sistem.

5. Procedura de măsurare a tensiunii arteriale

1. Deșurubați manșeta, verificați dacă senzorul este instalat corect.

2. Strângeți racordul pentru tubul din cauciuc la priza "aer" și la conectorul senzorului # 45; cu mufa "DTK" a unității de măsură.

3. De preferință, presiunea este măsurată pe mâna stângă. Înainte de a vă pune manșeta, determinați locul celei mai mari pulsații a arterei brahiale. Cel mai adesea acest loc este situat la 3 - 5 cm deasupra cotului cotului, pe suprafața antebrațului, cu care se confruntă trunchiul. Locul unde pulsul este cel mai audibil este optim pentru localizarea senzorului.

4. Când puneți manșeta, încercați să localizați senzorul în locul pe care credeți că este cel mai optim. În acest caz, consultați eticheta care marchează poziția senzorului în manșetă.

5. Puneți mâna pacientului pe masă, înfășurați supapa de pe supapă, presurizați manșeta 10 până la 20 mm Hg deasupra presiunii sistolice.

6. Deschideți ușor supapa supapei, setați viteza de reducere a presiunii în intervalul 3-8 mm Hg. pe secundă și să monitorizeze citirile manometrului și indicatorul luminos.

7. Înregistrați citirile manometrului la semnalele sonore și luminoase (pd) și ultime (pd), care trebuie să fie periodice și să corespundă ritmului activității cardiace.

Ordinea lucrării.

Exercitarea 1. Verificați contorul. Pentru aceasta, rotiți manșeta într-o rolă și fixați-o prin strângere. Înfășurați supapa supapei și presurizați manșeta 90 - 100 mmHg. controlând-o cu un manometru. Presiunea indicată de manometru nu trebuie să varieze cu mai mult de 2 mm Hg. pentru o secundă. Verificați funcționarea dispozitivului cu degetele ușoare pe deșertul manșetat, în timp ce indicatorul luminos și alarma sonoră sunt declanșate când maneta este lovită.

Exercițiul 2. Măsurați tensiunea arterială pe brațul stâng al pacientului conform procedurii descrise în clauza 5. Înregistrați rezultatele măsurătorilor presiunii sistolice și diastolice și comparați-le cu valorile normale.

Exercițiul 3. Măsurați tensiunea arterială pe brațul drept al pacientului, înregistrați rezultatele măsurătorilor. Comparați aceste valori cu rezultatele din exercițiul 2, explicați posibilele discrepanțe în rezultatele măsurătorilor.

Întrebări pentru autocontrol

  1. Explicați de ce, în metoda Korotkov, presiunea aerului din manșetă poate fi considerată egală cu tensiunea arterială din arteră.
  2. Explicați de ce metoda lui Korotkov nu este aplicabilă pentru măsurarea presiunii apei într-o conductă de apă?
  3. Explicați din punct de vedere fizic continuitatea fluxului sanguin în sistemul circulator.
  4. Explicați (conform figurii 3) dependența de presiune în vasele de sânge pe diametrele lor și distanța de la inimă.
  5. Explicați (conform fig.4) progresul măsurării tensiunii arteriale în artera prin metoda Korotkov.
  6. Explicați de ce presiunea sanguină din artera stângă este mai mare decât cea din dreapta.
  7. Există și alte metode (cu excepția metodei lui Korotkov) de măsurare a tensiunii arteriale?
  8. În ce unități se măsoară presiunea în sistemul SI? În ce unități se acceptă măsurarea tensiunii arteriale? Care este relația dintre aceste unități de presiune?
  9. Cum se poate explica faptul că presiunea atmosferică este de câteva ori mai mare decât tensiunea arterială din vasele de sânge? Dacă este adevărat, atunci presiunea atmosferică ar trebui să zdrobească o persoană, dar acest lucru nu se întâmplă din anumite motive. Încercați să explicați acest paradox.






Articole similare

Pagina anterioară

Pagina următoare

Trimiteți-le prietenilor: