- •Гомельский государственный медицинский институт
- •Биореология. Физические основы гемодинамики
- •Вопрос 1. 35 минут Ламинарное и турбулентное течения. Число Рейнольдса. Условия проявления турбулентности в системе кровообращения.
- •Вопрос 2. 20 минут. Роль эластичности кровеносных сосудов в системе кровообращения. Пульсовая волна.
- •Вопрос 3. 35 минут. Методы измерения давления крови.
МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ВЫСШЕЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ
Гомельский государственный медицинский институт
Кафедра медицинской и биологической физики
|
Обсуждено на заседании кафедры Протокол №______________2003 г. |
ЛЕКЦИЯ 10
по медицинской и биологической физике с основами высшей математики для студентов лечебно-профилактического, медико-диагностического и медико-профилактического факультетов.
Тема: Биореология. Физические основы гемодинамики
Время 90 минут
Гомель, 2003 г.
Литература
1. Основная литература
Медицинская и биологическая физика: Учеб. для мед. спец. вузов. – М.: Высш. школа, 1996. – 608 с.
Биофизика. Учеб. для студ. высш. уч. заведений. – М.: Гуманит. изд. центр ВЛАДОС, 1999. – 288 с.
Ильич Г. К. Колебания и волны. Акустика. Гемодинамика: Учебное пособие.- Мн.: МГМИ, 2000.-91 с.
Владимиров Ю. А., Ропщукин Д. И, Потапенко А. Я., Деев А. И. Биофизика: Учебник. – М.: Медицина, 1983. – 272 с.
Дополнительная литература
Исследование системы крови в клинической практике. – М.: Триада – Х, 1999. – 480 с.
Болезни сердца и сосудов. Руков. для врач. В 4-х т., Т. 1. – М.: Медицина, 1992. – 496 с.
Физический практикум: Для физ. спец. вузов. – Мн.: Университетское, 1986. – 352 с.
Материальное обеспечение.
Слайды – 5 шт
Расчет учебного времени
№пп |
Тема |
Перечень вопросов |
Количество выделяемого времени в минутах |
1 |
Биореология. Физические основы гемодинамики |
Ламинарное и турбулентное течения. Число Рейнольдса. Условия проявления турбулентности в системе кровообращения. |
35 |
2 |
Роль эластичности кровеносных сосудов в системе кровообращения. Пульсовая волна. |
20 | |
3 |
Физические принципы измерения давления крови. |
35 |
Тема:
Биореология. Физические основы гемодинамики
Вопрос 1. 35 минут Ламинарное и турбулентное течения. Число Рейнольдса. Условия проявления турбулентности в системе кровообращения.
Ламинарное течение – упорядоченный режим течения вязкой жидкости, характеризующийся отсутствием перемешивания между слоями жидкости.
Течение жидкости с завихрениями называется турбулентным.
При малых скоростях течения случайно возникающие в потоке завихрения гаснут, не вызывая заметного перемешивания слоев. При высоких скоростях течения жидкости создаются условия, при которых течение перестает быть устойчивым и под влиянием случайных возмущений переходит в турбулентное.
Наличие условий, при которых ламинарное течение перестает быть устойчивым, зависит от числа Рейнольдса:
(1)
где v – скорость течения жидкости,
S – сечение трубы,
- плотность жидкости,
- вязкость жидкости.
Как правило, значение критического числа Рейнольдса определяют экспериментально. Для гладких труб Reкр= 2300.
Если Reкр известно, то становится возможным для любой жидкости и разных условий ее течения предсказать, будет ли ее поток ламинарным или турбулентным. Если для определенного течения число Рейнольдса не превышает некоторого критического значения Reкр, ламинарное течение устойчиво. Если же Re > Reкр, то в потоке жидкости возникают завихрения - ее течение становится турбулентным.
Движение крови в организме, в основном, ламинарное. Однако, при определенных условиях, кровоток может приобретать и турбулентный характер.
Турбулентность проявляется в полостях сердца (велико значение d), в аорте и вблизи клапанов сердца (высокая скорость движения крови). При интенсивной физической нагрузке скорость движения крови увеличивается, и это может вызвать турбулентность в кровотоке.
С уменьшением вязкости турбулентный характер течения жидкости может проявляться и при сравнительно небольшой скорости ее движения (см. формулу 1). Поэтому, при некоторых патологических процессах, приводящих к аномальному снижению вязкости крови, кровоток в крупных кровеносных сосудах может стать турбулентным.
Reкр для крови равно 9001600. Кровеносный сосуд не всегда можно моделировать гладкой трубой. В частности, при наличии атеросклеротических бляшек в просвете сосудов имеются локальные сужения, приводящие к возникновению турбулентности в течении крови. Турбулентность в кровотоке сопровождается шумами, прослушиваемыми с помощью фонендоскопа.