Объемной скоростью ( 
) называют объем жидкости, протекающий в единицу времени: 
[мл/с; л/мин и др.]
Линейная скорость (
) представляет собой путь ( 
), проходимый частицами в единицу времени: 
Линейная и объемная скорости связаны соотношением:
где, 
– площадь поперечного сечения потока жидкости.
Для сплошного течения несжимаемой жидкости выполняется условие неразрывности струи: через любое сечение струи в единицу времени протекают одинаковые объемы жидкости:
- закон сохранения массы
В гемодинамике принята следующая формулировка этого закона:
в любом сечении сердечно-сосудистой системы объемная скорость кровотока одинакова.
Любое сечение сердечно сосудистой системы представляет собой поперечный разрез всех кровеносных сосудов одного уровня ветвления.
Например, в большом круге кровообращения:
· первое сечение проходит через аорту,
· второе сечение проходит через все артерии,
· третье сечение проходит через все ветви артерий,
· четвертое сечение проходит через все капилляры,
· пятое сечений – это сумма площадей верхней и нижней полых вен.
Самым узким сечением обладает аорта (S ≈4 см2). Самое обширное сечение приходится на уровень капилляров (S ≈11000 см2), из которых лишь через 3000 см2 течет кровь, а остальные капилляры находятся в спавшем состоянии.
Следовательно, площадь суммарного просвета капилляров, в которых есть кровоток, в 600-800 раз больше поперечного сечения аорты. С учетом условия неразрывности струи это означает, что линейная скорость кровотока в капиллярной сети в 600-800 раз меньше. Наиболее быстро движется кровь в аорте, здесь скорость течения ее 0,5 м/с, а наиболее медленно - в капиллярах - 0,5 мм/с. В венах скорость течения увеличивается и в крупных венах составляет 0,25 м/с.
Представим схему соотношения между суммарным сечением каждой генерации сосудов ( 
) и линейной скоростью кровотока ( 
).
При движении крови нужно учитывать взаимодействие между кровяным потоком и стенками кровеносных сосудов, учитывая влияние окружающих тканей, геометрию сосудов и реологию их стенок. При исследовании течения крови нужно учитывать (сравнивать) размеры эритроцитов и диаметр кровеносного сосуда. В больших сосудах (диаметр 0,1-1см) наибольший размер эритроцитов (диаметр 8·10-4 см) пренебрежительно мал, что позволяет рассматривать кровь как однородную жидкость. При движении крови в узких сосудах нужно учитывать дисперсионный характер крови.
Благодаря силам сцепления между молекулами крови и внутренними стенками артерии вблизи них течение крови отсутствует, кровь течёт быстрее в центре артерии:
Линейная скорость тока крови определяется по формуле:
где, 
– расстояние от центра трубки, на котором определяется скорость.
Скорости текущей крови распределены по параболе.
Низкая скорость течения около стенки означает, что давление крови здесь высокое. В центре артерии, там где скорость максимальна, давление – минимальное. Таким образом, давление возрастает с удалением от центра артерии. Поэтому любой форменный элемент крови будет испытывать радиальную разность давлений. Эта разность создаёт силу, которая толкает клетку к центру артерии и они концентрируются в центральной части артерии.
Кровяное давление (КД)
Кровяное давление – это сила, с которой движущаяся кровь воздействует (давит) на единицу площади стенки кровеносного сосуда.
Анализ факторов, определяющих КД, целесообразно проводить исходя из уравнения Пуазейля:
Если кровь течет по нескольким одинаковым сосудам, включенным параллельно, то
где 
– число сосудов данного типа (калибра).
Разрешим уравнение Пуазейля относительно 
:
Сомножитель 
называют гемодинамическим сопротивлением или общим периферическим сопротивлением сосудов (ОПСС). ОПСС отображает сопротивление сосудистого русла кровотоку. Его единица измерения: СИ: [Н·м-5·с=Па·с·м-3]
В гемодинамике обычно используют другую единицу: [ Па·с·мл-1 ].В большом круге кровообращения ОПСС≈140 Па·с·мл-1, а в малом на порядок меньше ОПСС≈11 Па·с·мл-1.
Представим диаграмму гемодинамического сопротивления ( 
) разных отделов кровеносного русла.
B AAATAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAABbQ29udGVudF9UeXBlc10ueG1sUEsBAi0AFAAGAAgAAAAhADj9 If/WAAAAlAEAAAsAAAAAAAAAAAAAAAAALwEAAF9yZWxzLy5yZWxzUEsBAi0AFAAGAAgAAAAhAH+f 2yn4CgAA5nYAAA4AAAAAAAAAAAAAAAAALgIAAGRycy9lMm9Eb2MueG1sUEsBAi0AFAAGAAgAAAAh ACL1qvXgAAAACgEAAA8AAAAAAAAAAAAAAAAAUg0AAGRycy9kb3ducmV2LnhtbFBLBQYAAAAABAAE APMAAABfDgAAAAA= ">
| вены |
| капил |
| артерии |
| аорта |
| Х |
| артериолы |
Как видно из уравнения Пуазейля, КД зависит от объемной скорости кровотока и, следовательно, от массы циркулирующей крови и сократительной деятельности миокарда, определяющих эту скорость.
Выраженное влияние на динамику КД оказывает ОПСС и прежде всего такой его компонент, как радиус сосуда т.к. в формулу он входит в четвертой степени. Поэтому изменение радиуса на 20% (при 
) приводит к повышению КД в сосуде вдвое. Даже небольшие колебания просвета кровеносных сосудов сильно сказываются на кровообращении. Не случайно регуляция уровня КД в организме связана с нервными и гуморальными влияниями, прежде всего на гладкомышечную оболочку кровеносных сосудов в целях активного изменения их просвета. Сюда же направлены основные фармакологические средства нормализации КД.
Пульсовая волна
В крупных и средних артериях КД неодинаково в систолу и диастолу. Принято различать систолическое (максимальное) и диастолическое (минимальное) КД, а также пульсовое давление крови, равное их разности и составляющее:
· в большом круге кровообращения 40 мм.рт.ст.
· в малом круге кровообращения 10-20 мм.рт.ст.
Пульсовая волна – это распространяющаяся по аорте и артериям волна повышенного давления. Эти волны являются волнами первого порядка – они самые частые, зависят от силы и частоты сокращений сердца.
Волны второго порядка совпадают с дыхательными движениями: вдох сопровождается понижением артериального давления, а выдох – повышением.
Представим схематично падение давления крови внутри кровеносной системы. Сплошной линией покажем среднее давление крови, пунктиром покажем пульсации давления. Видно, что в малых артериях пульсации КД сглаживаются, а когда кровь достигает капилляров, пульсации пропадают и давление постоянно.
Покажем профиль артерии за цикл работы сердца.
Волна повышенного давления и вызванные этим колебания сосудистой стенки распространяется с определенной скоростью до артериал и капиляров, где пульсовая волна гаснет. Скорость распространения пульсовой волны не зависит от скорости движения кровотока.
Максимальная линейная скорость течения крови 0,3 – 0,5 м/с, а скорость распространения пульсовой волны 5,5 – 9,5 м/с. Таким образом, за время систолы 0,3 сек., пульсовая волна распространяется на расстояние 1,5 – 3 метра, т.е. фронт пульсовой волны достигает конечностей раньше, чем начинается спад давления в аорте.
Скорость распространения пульсовой волны в крупных сосудах зависит от следующих параметров:
- формула Моенса-Кортевега
где, 
– модуль упругости стенки сосуда,
– толщина стенки сосуда,
– плотность вещества сосуда,
– диаметр сосуда.
Уравнение пульсовой гармонической волны имеет вид:
где, 
– избыточное давление,
– амплитуда давления (максимальное давление в пульсовой волне),
– расстояние от сердца до произвольной точки,
– время,
– круговая частота,
, (характеризует затухание волны).
Длина пульсовой волны:
Общее давление крови определяется по формуле:
где 
– давление окружающих сосуд тканей и оно примерно равно атмосферному давлению.
Таким образом:
Из этой формулы видно, что по мере продвижения крови (увеличение 
) колебания давления сглаживаются. Например, колебания давления:
Ритмические колебания стенки артерии, обусловленные повышением давления в период систолы, называют артериальным пульсом. Пульсацию артерий можно легко обнаружить прикосновением к любой доступной ощупыванию артерии. Для детального анализа отдельного пульсового колебания производится его графическая регистрация при помощи сфигмографа. В настоящее время для исследования пульса используют датчики, преобразующие механические колебания сосудистой стенки в электрические изменения, которые и регистрируют.
В сфигмограмме аорты и крупных артерий различают:
· подъем (анакрота) пульсовой кривой
· спад (катакрота) пульсовой кривой
