Материалы для аудиторной самостоятельной работы

И. о. заведующей кафедры

доцент__________ Силкова Е.В.

«27» августа 2015 г.

 

Методические указания

для самостоятельной работы студентов

во время подготовки к практическому (семинарского) занятия

 

Учебная дисциплина	Медицинская и биологическая физика
Модуль №1	Основы высщей математики и биологической физики
Содержательный модуль	Основы биомеханики, биоакустики, биореологии и гемодинамики
Тема занятия	Биофизика кровообращения. Анализ работы сердца. Методы измерения АД.
Курс	І
Факультет	Медицинский, стоматологический

 

 

Полтава – 2015

 

 

Актуальность темы.

В организме человека мы часто встречаемся с биофизическими процессами и явлениями, физической основой которых является гидродинамика. Одним из наиболее важных из таких процессов есть движение крови по сосудам, или гемодинамика. Сердечно-сосудистая система играет главную роль в обеспечении нормальной жизнедеятельности организма, а ее нарушение, например, нарушения кровообращения, является причиной многих заболеваний.

Конкретные цели.

Выяснить механизм работы сердечно-сосудистой системы (а = II).

Знать понятие ламинарного и турбулентного течения, основное уравнение гидродинамики, зависимость скорости движения крови от площади поперечного перереза сосудов, а также величины кровяного давления в разных отделах сосудистой системы (а = II).

. 3. Базовые знания, умение, привычки, необходимые для изучения темы:

Гемодинамикой называется раздел биомеханики, в котором рассматриваются вопросы движения крови в сосудистой системе живого организма. С физической точки зрения кровеносная система человека и животных - это сложная закрытая система последовательно и параллельно соединенных эластичных трубок разного диаметра и длины (аорта, артерии, артеріоли, капилляры, венули и вены). Поскольку стенки сосудов эластичные, то вфни имеют упругие свойства, благодаря которым кровь двигается по этим сосудам так, как любая жидкость по эластичным трубкам. Скорость движения крові| по сосудам организма имела, поэтому поток ее движения можно принимать за ламинарный.

Кровь двигается в сосудистой системе благодаря энергии, которая передается ей работой сердца. На рисунке 1 представлено схематическое изображение большого кола кровообращения. Из левого шлуночка а кровь переходить в аорту Ь, оттуда в артерии, артеріоли сії и капилляры где. Дальше капилляры переходят в венули е, которые переходят в вены/ Мелкие и большие вены образовывают систему наледи вены, которая поставляет кровь в правое предсердие. При переходе от аорты до капилляров общая площадь поперечного перереза сосудов увеличивается. Хоть диаметр каждого капилляра равняется 4-10 нм, но количество их в теле человека доходит до 100-160 миллиардов, а потому площадь поперечного перереза всех капилляров в 600-800 раз больше площади поперечного перереза всех артерий. Дальше капилляры собираются в мелкие вены, потом в большие и при этом общая площадь поперечного перереза вен уменьшается и большой круг кровообращения заканчивается двумя полыми венами, которые входят в правое перед­
сердя..Итак, при сокращенные сердечной мышцы (систола) кровь выталкивается из сердца в аорту и в разветвляя от нее артерии. Благодаря эластичности стенок больших артерий, они принимают во время систолы больше крови, чем ее оттекает к периферии. Это и создает систолічний давление, то есть избыточное над атмосферным давление, которое в норме в среднем составляет 120 мм рт. ст. (тор) или 16 кПа. Волна повышенного давления крови скоро распространяется вдоль артериальной части сосудистой системы и вызывает колебание стенок ее более дистальных отделов. Эта филя давления называется пульсовой волной, скорость распространения которой зависит от упругих свойств плотности сосудистых стенок и имеет порядок 6-8 м/с.

Во время расслабления сердца (период диастолы) стенки аорты и артерий сокращаются к начальному состоянию, проталкивая в следующие участки сосудистой системы. Вследствие это движение крови имеет беспрерывный характер со скоростью в больших сосудах порядка 0,3 - 0,5 м/с. Давление крови при этом снижается до 60-70 мм рт. ст. (діастолічний давление).

Согласно основному уравнению гидродинамики известно, что скорость движения

жидкости в трубе из перемен-

им перерезом обратно пропорциональная площади поперечного перереза. Итак, скорость движения крови на разных участках большого кола кровообращения разная. В артериях она составляет 0,5 м/с, в артеріолах - 10-30 см/с, в капиллярах - не большая 0, 5 мм/с. В венах скорость крови возрастает и в полых венах она приближается к скорости крови в аорті.

Сопротивление течения жидкости тем больший, чем меньший диаметр трубок, по которым течет жидкость. В артеріолах скорость крови еще большая, внутреннее трение здесь очень большое и много энергии тратится на него преодоление. Здесь происходит резкое падение кровяного давления до 10-30 мм рт. ст. В капилляры кровь поступает под незначительным давлением. Это давление продолжает падать в венах (мал, 2). В больших венах возле сердца давление становится на несколько мм рт.ст, меньшим атмосферного. Кровь при этом двигается под влиянием присмоктуючої действия грудной клетки при вдыхании. Для того, чтобы определить кровь яний давление, артерию сжимают через кожаные покровы и определяют величину внешнего давления, которое уравновешивает давление крови на стенки артерии.

Динамическое давление бескровным методом непосредственно измерить мы не можем. С помощью сфигмоманометра, остановив движение крови в артерии, мы можем измерить полное максимальное давление крови - метод Короткова.

Междисциплинарная интеграция.

Дисциплины	Знать	Уметь
1.Предыдущие дисциплины): физика, Анатомия.	Строение и принцип действия насоса. строение сердечно-сосудистой системы
2.Следующие дисциплины те, что обеспечиваются: фармакология физиология     - внутренние болезни - судмедэкспертиза,	Влияние патологических изменений.
3.Внутрипредметная интеграция.	Влияние.

 

. Ориентировочная карта для самостоятельной работы с литературой по теме.

№	Основные задачи	Указания
1	2	3
	Выучить основные понятия	Дать определения таких понятий: упругость, эластичность
	Выучить основные характеристики	Дать определения давления, скорости.
	Усвоить законы	Изменение давления и скорости в кровеносной системе

4. Материалы для самоконтроля.

Вопрос

• Строение сердечно-сосудистой системы.

• Ламинарное и турбулентное течение, число Рейнольдса.

• Основное уравнение гидродинамики.

• Зависимой скорости движения крови от площади поперечного стирает­
резь сосудов.

• Кровяное давление, изменение кровяного давления в разных отделах
сосудистой системы.

Тестовые задачи(α=ІІ)

1.. Пульсовая волна – это…

A. волна повышенного давления, которое распространяется в аорте и артериях

B. скорость кровоточу в больших артериях

C. частота пульса

D. систолічний давление

E. діастолічний давление

2. Почему скорость крови в капиллярах наименьшая?

A. поэтому, что там наименьшее давление

B. поэтому, что площадь перереза капилляра наименьшая

C. поэтому, что общая площадь перереза капилляров наименьшая

D. поэтому, что капилляры далеко от сердца

E. поэтому, что там самое большое давление

3. Может ли систолічний давление быть меньшему за діастолічний?

A. так, при некоторых болезнях

B. так,всегда

C. никогда

D. это зависит от метода измерения

E. всегда

4. Скорость движения крови в аорте составляет приблизительно…

A. 0,5м/с

B. 1м/с

C. 5м/с

D. 10м/с

E. 100м/с

 

Задачи

 

Материалы для аудиторной самостоятельной работы.

4.1. Перечень учебных практических задач:

- овладеть техникой решения типичных задач;

- приобрести привычки решения задач на нахождение потенциалов покоя;

- уметь применять полученные знания в нестандартных ситуациях.

4.2. Алгоритм решения задач.

 

4.3. Учебные задачи, тесты ІІІ уровня.

Тестовые задачи

 

Задачи