Методы определения скорости кровотока

1. Изотопный метод. В локтевую вену вводится радиоактивное вещество (К*) и счетчиком регистрируют время прохождения введенного радиоактивного вещества.

2. По эффекту Допплера. К поверхностному кровеносному сосуду, в котором необходимо определить параметры потока крови с помощью ультразвукового излучателя подводится УЗ энергия определенной частоты. Клетки протекающей крови отражают часть УЗ энергии, подаваемой излучателем, которая улавливается приемником-микрофоном. При перемещении клеток крови в сосуде изменяется частота УЗ. Разность частот зависит от скорости движущихся клеток крови. Реально измеряется скорость движения клеток, а не скорость потока, зная диаметр сосуда определяют скорость потока.

Способы измерения давления крови

В хирургической практике непосредственное измерение давления в полостях сердца производится методом катетеризации, т.е. введения через один из крупных сосудов тонкого зонда, на конце которого находится миниатюрный электроманометр диаметром 1-2 мм. Датчиком в нем служит силиконовое сопротивление, соединенное с мембраной, воспринимающей внешнее давление. В клинике применяется косвенный (бескровный) способ измерения кровяного давления. Наиболее распространен метод измерения артериального давления по Н.Н.Короткову. Прослушивание звуков (тонов Короткова), сопровождающих турбулентное течение при прохождении крови по искусственно сжатой артерии, начальные соответствующие максимальному или систолическому, давлению (110-125 мм. рт. ст.), и конечные, в момент их резкого ослабления, соответствующие минимальному или диастолическому, давлению (60-80 мм. рт. ст.). Работа, совершаемая сердцем, в основном складывается из работы при сокращении желудочков, главным образом левого (работа правого желудочка принимается равной 0.2—0.15 от работы левого).

Энергия состоит из потенциальной энергии давления, которое должно быть создано вначале для преодоления сопротивления движению крови по всей сосудистой системе и кинетической энергии для сообщения массе крови необходимой скорости движения.

Эта энергия в соответствии с уравнением Бернулли для горизонтального расположения левой и правой части сердца может быть представлена формулой

Aлж =PVуд + (mυ²)/2 + PVуд + (pυ²Vуд)/2 = (P + (pυ²)/2)Vуд

где Р - среднее давление, под которым кровь выбрасывается в аорту,

Р = 100 мм. рт. ст. = 10⁵ 100/760 Па = 1,310⁴Па

р = 1,0510³кг/м³ - плотность крови

υ_А - скорость крови в аорте, в состоянии покоя υ ~ 0,5 м/с.

V_Д- ударный объем крови в покое - 60 см³ = 6 * 10^-5 м³.

Тогда A_ж =(1.3*10⁴ + ((1.05*10³*0.25)/2)6*10^-5) ≈ 0.81 Дж

Учитывая работу правого желудочка, для сердца в целом получим: А_ж = 1,2А_ж = 1,280,81 = 1Дж

Время сокращения желудочков примерно г_ж = 0,3 с. Тогда мощность, развиваемая сердцем при сокращении, будет N_c =A_c/t_ж = 1/0.3 ≈ 3.3Вт

Считая в среднем 60 сокращений сердца в 1 мин., получим, что за 1 мин. сердце совершает работу А_м = 60 Дж. За сутки А_с = 86400 Дж. При расчете работы сердца можно учитывать минутный объем

V_м = V_удn

В нашем примере V_м = 60 V_уд = 60 * 60 = 3600 мл/мин - 3,6 л/мин.

При физической нагрузке работа сердца увеличивается более чем в 5 раз: V_m = 3,6 л/мин * 5 = 18 л/мин.

МЕДИЦИНСКАЯ ЭЛЕКТРОНИКА

Развитие современной медицины обусловлено в большой степени использованием методов, в основе которых лежат электронные приборы и устройства. Поэтому для грамотного управления и правильного использования электронной диагностической и лечебной аппаратуры профессиональное образование врача ставит своими задачами:

1. Изучение медико-биологических и технических характеристик объекта исследования.

2. Физико-технических характеристик электронных устройств, применяемых в медицине.

В курсе нашей дисциплины для частичного решения указанных задач введен раздел "Медицинская электроника".

Медицинская электроника — это область электротехники, которая занимается разработкой, изготовлением и эксплуатацией электронных приборов для диагностики, лечения и профилактики заболеваний.