- •1.Субъективные характеристики звука, их связь с объективными
- •2. Закон Вебера — Фехнера(словесная формулировка, формула, пояснение, величины предела слышимости и предела болевого ощущения)
- •3.Аудиограмма. Аудиометрия. Графики, пояснения, применение в медицине
- •4.Инфразвук, диапазон частот; эффекты и механизмы воздействия инфразвука на организм человека
- •5.Ультразвук; шкала интенсивностей ультразвука; особенности ультразвука; воздействие ультразвука на организм, применение в медицине.
- •6.Особенности тока крови по крупным сосудам, средним и мелким сосудам, капиллярам; ток крови при сужении сосуда, звуковые эффекты.
- •7. Медицинская вискозиметрия. Принцип работы медицинского вискозиметра.
- •8. Явление поверхностного натяжения. Капиллярность. Причины газовой иди жировой эмболии кровеносных сосудов.
- •10. Сочленеия и рычаги в опорно-двигательном аппарате человека;механическая работа человека, эргометрия
- •11.Био мембраны, их строение и функции.
- •12.Перенос нейтральных частиц через мембраны. Уравнение простой диффузии
- •13.Перенос ионов через мембраны. Уравнение электродиффузии. Уравнение Нернста-Планка
- •14. Виды пассивного транспорта нейтральных и заряженных частиц через мембраны
- •15.Понятие о потенциале покоя биологической мембраны. Равновесный потенциал Нернста. Стационарный потенциал гхк.
- •16.Электрический вектор сердца. Представление о дипольном эквивалентном электрическом генераторе сердца, головного мозга и мышц. Электрические биопотенциалы, их особенности.
- •18.Электропроводимость биологических тканей для постоянного и переменного токов. Ионная проводимость
- •19. Воздействие на живые ткани электрическим полем увч-частот
- •20.Воздействие на живые ткани магнитным полем увч-частот.
- •21.Воздействие на живые ткани электромагнитным полем свч-частот.
- •22.Воздействие ультрафиолетового излучения на организм человека. Понятие о фотобиомодификации. Низкоинтенсивный свет.
- •23.Воздействие инфракрасного излучения на организм человека. Особенности биологического действия лазерного света.
- •24.Медицинская поляриметрия. Оптическая активность веществ (примеры оптически активных тканей в организме человека. Строение и принцип работы поляриметра-сахариметра.
- •25.Дифракция света на живых клетках. Измерение размеров эритроцитов методом дифракции света
6.Особенности тока крови по крупным сосудам, средним и мелким сосудам, капиллярам; ток крови при сужении сосуда, звуковые эффекты.
Скорость кровотока в разных сосудах различна. Ориентировочные значения этой скорости представлены в табл. 2.1.
Таблица 2.1. Скорость и давление крови в различных сосудах
Сосуды |
Диметр, мм |
Скорость, 10-2 м/с |
Давление, мм рт. ст. |
Аорта |
20 |
30-50 |
50-150 |
Артерии |
10-5 |
20-50 |
80-20 |
Артериолы |
0,1-0,5 |
1-20 |
50-20 |
Капилляры |
0,5-0,01 |
0,01-0,05 |
20-10 |
Венулы |
0,1-0,2 |
0,1-1,0 |
10-5 |
Вены |
10-30 |
10-20 |
(-5М+5) |
На первый взгляд, кажется, что приведенные значения противоречат уравнению неразрывности - в тонких капиллярах скорость кровотока меньше чем в артериях. Однако это несоответствие кажущееся. Дело в том, что в табл. 2.1 приведен диаметр одного сосуда, но по мере разветвления сосудов площадь каждого из них уменьшается, а суммарная площадь разветвления возрастает. Так, суммарная площадь всех капилляров (примерно 2000 см2) в сотни раз превышает площадь аорты - этим и объясняется такая малая скорость крови в капиллярах (в 500 - 600 раз меньше, чем в аорте).
В дальнейшем, когда капилляры сливаются в венулы, в вены, вплоть до полой вены, суммарный просвет сосудов опять уменьшается и, скорость течения крови снова увеличивается. Однако, в силу ряда причин, скорость кровотока при впадении полой вены в сердце увеличивается не до исходного значения, а примерно, до ½ от него (рис. 2.7).
50
40
30
20
10
0
Аорта артерии артериолы капилляры венулы вены полая вена
Рис. 2.7. Распределение скоростей кровотока в различных отделах
сердечно-сосудистой системы
В капиллярах и венах кровоток постоянен, в других отделах сердечно-сосудистой системы наблюдаются пульсовые волны.
Распространяющуюся по аорте и артериям волну повышенного давления, вызванную выбросом крови из левого желудочка сердца в период систолы, называют пульсовой волной.
При сокращении сердечной мышцы (систола) кровь выбрасывается из сердца в аорту и отходящие от нее артерии. Если бы стенки этих сосудов были жесткими, то давление, возникающее в крови на выходе из сердца, со скоростью звука передалось бы к периферии. Однако упругость стенок сосудов приводит к тому, что во время систолы кровь, выталкиваемая сердцем, растягивает аорту, артерии и артериолы. Крупные сосуды воспринимают за время систолы больше крови, чем ее оттекает к периферии. Систолическое давление (РС) человека в норме равно приблизительно 16 кПа. Во время расслабления сердца (диастола) растянутые кровеносные сосуды спадают и потенциальная энергия, сообщенная им сердцем через кровь, переходит в кинетическую энергию тока крови, при этом поддерживается диастолическое давление (РД), приблизительно равное 11 кПа.
Чем дальше от сердца находится артерия, тем колебания давления в сосудах всё более сглаживаются (рис. 2.8).
Р, Па Р, Па
t, с t, с
1 - в аорте 2 - в артериолах
Рис. 2.8. Колебания давления в сосудах при прохождении пульсовых волн
Амплитудой пульсовой волны Р0(х) (пульсовое давление) называется разность между максимальным и минимальным значениями давлений в данной точке сосуда (x). В начале аорты амплитуда волны Р0,max равна разности систолического (РС) и диастолического (РД) давлений: Р0,max = РС - РД. Затухание амплитуды пульсовой волны при ее распространении вдоль сосудов можно представить зависимостью:
где β - коэффициент затухания, увеличивающийся с уменьшением радиуса сосуда.
Скорость распространения пульсовой волны, измеренная экспериментально, составляет 6 - 8 м/с, что в 20 - 30 раз больше, чем скорость движения частиц крови = 0,3 - 0,5 м/с. За время изгнания крови из желудочков (время систолы) tс = 0,3 с пульсовая волна успевает распространиться на расстояние
Lп = ·tс 2м,
то есть охватить все крупные сосуды - аорту и артерии. Это означает, что фронт пульсовой волны достигнет конечностей раньше, чем начнется спад давления в аорте.
Экспериментальное определение скорости пульсовой волны лежит в основе диагностики состояния сосудов. С возрастом упругость сосудов увеличивается в 2 - 3 раза, а, следовательно, возрастает и скорость пульсовой волны.
Как ясно из опытов и из общих представлений о работе сердца, пульсовая волна не является синусоидальной
(гармонической) (рис. 2.9).
1 - артерия после прохождения 2 - через артерию проходит
пульсовой волны фронт пульсовой волны
3 - пульсовая волна в артерии 4 - спад повышенного давления
Рис. 2.9. Профиль артерии при прохождении пульсовой волны.
Скорость пульсовой волны в крупных сосудах следующим образом зависит от их параметров (формула Моенса-Кортевега):
, где Е - модуль упругости (модуль Юнга); ρ - плотность вещества сосуда; h - толщина стенки сосуда; d - диаметр сосуда.
Интересно сопоставить эту формулу с выражением для скорости распространения звука в тонком стержне:
, Е - модуль Юнга; ρ - плотность вещества стержня
У человека с возрастом модуль упругости сосудов возрастает, поэтому, становится больше и скорость пульсовой волны.
Наряду с пульсовой волной в системе «сосуд-кровь» могут распространяться и звуковые волны, скорость которых очень велика по сравнению со скоростью движения частиц крови и скоростью пульсовой волны. Таким образом, в системе сосуд-кровь можно выделить три основных процесса движения:
1) перемещение частиц крови (= 0,5 м/с);
2) распространение пульсовой волны (~ 10 м / с);
3) распространение звуковых волн (~ 1500 м / с).
Течение крови в артериях в норме является ламинарным, небольшая турбулентность возникает вблизи клапанов. При патологии, когда вязкость бывает меньше нормы, число Рейнольдса может превышать критическое значение и движение станет турбулентным. Турбулентное течение связано с дополнительной затратой энергии при движении жидкости, что в случае крови приводит к добавочной работе сердца.
Шум, возникающий при турбулентном течении крови, может быть использован для диагностирования заболеваний. Этот шум прослушивают на плечевой артерии при измерении давления крови методом звуков Короткова.
Течение воздуха в носовой полости в норме ламинарное. Однако при воспалении или каких-либо других отклонениях от нормы оно может стать турбулентным, что повлечет дополнительную работу дыхательных мышц.
Переход от ламинарной формы течения к турбулентной происходит не только при течении в трубе (канале), он характерен почти для всех течений вязкой жидкости. В частности, обтекание жидкостью профиля корабля или подводной лодки, тела рыбы или крыла самолета или птицы также характеризуется ламинарно-турбулентным переходом, при этом в формулу нужно подставить характерный размер обтекаемого тела и константу, зависящую от формы тела.