Verkehr. Allgemeine und lokale volumetrische Blutflussgeschwindigkeit beim Menschen
Viele Muster des Blutflusses durch die Gefäße lassen sich anhand der Grundgesetze der Hydrodynamik erklären, wonach die Flüssigkeitsmenge (Q), die durch einen Schlauch fließt, direkt proportional zur Druckdifferenz am Anfang (P 1) und am Anfang ist Ende (P 2) des Rohrs und umgekehrt proportional zum Widerstand (R) der Flüssigkeitsströmung. In Bezug auf Blutgefäße ist zu beachten, dass zusammen mit dem Zusammenfluss der Hohlvene in das Herz der Druck nahe Null liegt und die Gleichung folgendermaßen aussieht: Q \u003d P: R, wobei Q ist die Blutmenge, die in 1 Minute vom Herzen in die Gefäße ausgestoßen wird; P ist der Wert des mittleren Drucks in der Aorta, R ist der Wert des Gefäßwiderstands. Aortendruck (P) und Minutenvolumen (Q) können direkt gemessen werden. In Kenntnis dieser Werte wird der periphere Widerstand berechnet, der der wichtigste Indikator für den Zustand des Gefäßsystems ist. Der periphere Widerstand des Gefäßsystems ist die Summe vieler Einzelwiderstände jedes Gefäßes. Theoretisch könnte man davon ausgehen, dass die Kapillaren den größten Widerstand erzeugen müssten, da. Sie haben den kleinsten Durchmesser (5-7 Mikrometer) und ihre Gesamtlänge beträgt etwa 100.000 km (d. H. Sie können dreimal die Erde entlang des Äquators umrunden). Tatsächlich ist der Gesamtwiderstand der Kapillaren geringer als der der Arteriolen. Der Hauptwiderstand für den Blutfluss tritt in den Arteriolen auf. Dies sind Gefäße des Widerstands oder Widerstandsgefäße. Der große Widerstand in den Arteriolen erklärt sich aus der Tatsache, dass sie eine dicke Schicht kreisförmig angeordneter Muskeln haben. Die Kontraktion dieser Muskeln kann den Durchblutungswiderstand erheblich erhöhen und zu einer erheblichen Erhöhung des systemischen Blutdrucks führen, und die Erweiterung dieser Gefäße geht mit einer Blutdrucksenkung einher. Arteriolen sind der Hauptregulator des arteriellen Gesamtdrucks. I. M. Sechenov nannte sie "Wasserhähne des Herz-Kreislauf-Systems". .Änderung des Organwiderstands und 85 % der Energie, die das Herz für den Blutausstoß aufwendet, wird für die Förderung des Blutes durch die Arteriolen und Kapillaren aufgewendet.
Der hämodynamische Widerstand hängt auch von der Blutviskosität ab, d.h. Reibung zwischen Flüssigkeitsschichten und zwischen Flüssigkeits- und Gefäßwänden. Die Viskosität wird oft in relativen Einheiten ausgedrückt, wobei die Viskosität von Wasser als 1 angenommen wird. Die Blutviskosität beträgt 3-5 (Plasma - 1,9-2,3) relative Einheiten, sie hängt hauptsächlich von den Blutzellen ab. Bei einer niedrigen Blutströmungsgeschwindigkeit steigt die Viskosität und bei einer signifikanten Abnahme der Geschwindigkeit steigt die Viskosität auf 1000 relative Einheiten. Unter physiologischen Bedingungen können diese Effekte nur in sehr kleinen Gefäßen auftreten und die Viskosität kann bis auf 10 rel ansteigen. Einheiten. In der Pathologie kann eine Abnahme der Blutflussgeschwindigkeit mit einer signifikanten Erhöhung der Viskosität einhergehen, was durch die reversible Aggregation von Erythrozyten erklärt wird, die Cluster in Form von Münzsäulen bilden.
Druck im Kreislaufsystem
Die Hauptfaktoren, die die Größe des Blutdrucks bestimmen, sind: die Arbeit des Herzens (je größer die Kraft der Herzkontraktionen, desto größer der Druck, der entsteht, wenn Blut aus den Ventrikeln ausgestoßen wird und umgekehrt); Widerstand gegen den Blutfluss (je höher der Gefäßtonus, desto größer der Widerstand; je größer die Viskosität des Blutes, desto größer der Widerstand); Volumen des zirkulierenden Blutes (mehr Volumen - höherer Druck).
Unterscheiden Sie zwischen systolisch (Druckspitze zum Zeitpunkt der Systole), diastolisch (minimaler Druck in der Diastole), Puls (Differenz zwischen systolischem und diastolischem Druck), Mittelwert (gleich der Summe aus diastolischem und halbem Pulsdruck). Der systolische Druck in der A. brachialis beträgt bei gesunden Menschen im Alter von 15–50 Jahren etwa 110–125, bei 60 Jahren und älter - 135–140, bei Neugeborenen etwa 50 mm Hg, aber nach einigen Tagen wird er 70 und am Ende 1. Lebensmonat - 80 mm Hg. Der diastolische Druck in der Arteria brachialis beträgt bei Menschen mittleren Alters im Durchschnitt 60–80 mmHg; Puls - etwa 40, Durchschnitt - etwa 100 mm Hg. In den Arterien mit kleinem Durchmesser systolisch. Druck ist 80-90 mm Hg, in den Arteriolen - 60-70, im arteriellen Ende der Kapillaren - 30-35, im venösen Ende der Kapillaren 10-17 (Blut fließt in Kapillaren und Venen ohne Pulsschwankungen), in Venen von mittleres Kaliber - 5–8, in der Hohlvene - 1–3 mm Hg. (und im Moment des Einatmens kann der Druck negativ sein; um mmHg in mmHg umzurechnen, mit 13,6 multiplizieren).
Der Druck in den Gefäßen wird entweder nach der Blutmethode oder nach der unblutigen Methode bestimmt. Im Tierexperiment wird zur direkten Druckaufzeichnung eine Kanüle in die Arterie eingeführt, diese mit einem Druckmesser verbunden und auf einem Kurvenschreiber (oder einem Ludwig-Kymographenband) aufgezeichnet. Es gibt Wellen 1. Ordnung - das sind Pulswellen (entsprechend der Anzahl der Herzkontraktionen), Wellen 2. Ordnung - Atemwellen und Wellen 3. Ordnung - Vasomotor (abhängig vom Tonus des vasomotorischen Zentrums).
Unblutige Methoden zur Bestimmung des Blutdrucks - die Riva-Rocci-Methode (mit der Palpationsmethode können Sie nur den systolischen Druck bestimmen), die Korotkov-Methode (auskultatorische Methode - systolischer und diastolischer Druck werden bestimmt); elektronische Geräte, die es ermöglichen, Systole, Diastole zu bestimmen. Druck und Pulsfrequenz.
Lineare Geschwindigkeit Blutfluss ist die Bewegungsgeschwindigkeit von Blutpartikeln entlang der Gefäße. Dieser Wert, gemessen in Zentimetern pro 1 s, ist direkt proportional zur volumetrischen Blutflussgeschwindigkeit und umgekehrt proportional zur Querschnittsfläche des Blutstroms. Die lineare Geschwindigkeit ist nicht dieselbe: Sie ist größer in der Mitte des Gefäßes und geringer in der Nähe seiner Wände, höher in der Aorta und den großen Arterien und niedriger in den Venen. Die niedrigste Blutflussgeschwindigkeit befindet sich in den Kapillaren, deren Gesamtquerschnittsfläche das 600-800-fache der Querschnittsfläche der Aorta beträgt. Die durchschnittliche lineare Geschwindigkeit des Blutflusses kann beurteilt werden durch Zeitpunkt der vollständigen Durchblutung. In Ruhe sind es 21-23 s, bei harter Arbeit sinkt sie auf 8-10 s.
Bei jeder Kontraktion des Herzens wird Blut mit hohem Druck in die Arterien geschleudert. Aufgrund des Widerstands der Blutgefäße gegen ihre Bewegung entsteht in ihnen Druck, der als bezeichnet wird Blutdruck. Sein Wert ist in verschiedenen Teilen des Gefäßbettes nicht gleich. Der größte Druck in der Aorta und großen Arterien. In kleinen Arterien, Arteriolen, Kapillaren und Venen nimmt es allmählich ab; in der Hohlvene ist der Blutdruck niedriger als der atmosphärische Druck.
Während des gesamten Herzzyklus ist der Druck in den Arterien nicht gleich: Er ist zum Zeitpunkt der Systole höher und während der Diastole niedriger. Der höchste Druck wird aufgerufen systolisch (max), am wenigsten - diastolisch (Minimum). Schwankungen des Blutdrucks während der Systole und Diastole des Herzens treten nur in der Aorta und den Arterien auf; In Arteriolen und Venen ist der Blutdruck während des gesamten Herzzyklus konstant. Der mittlere arterielle Druck ist der Druck, der den Blutfluss in den Arterien ohne Druckschwankungen während Systole und Diastole gewährleisten könnte. Dieser Druck drückt die Energie des kontinuierlichen Blutflusses aus, dessen Indikatoren nahe am diastolischen Druck liegen.
Der arterielle Wert Druck beruht aus der Kontraktionskraft des Myokards, der Größe des IOC, der Länge, Kapazität und dem Tonus der Gefäße, der Viskosität des Blutes. Die Höhe des systolischen Drucks hängt vor allem von der Kraft der Myokardkontraktion ab. Der Abfluss von Blut aus den Arterien ist mit einem Widerstand in den peripheren Gefäßen verbunden, deren Tonus weitgehend die Höhe des diastolischen Drucks bestimmt. Der Druck in den Arterien ist also umso höher, je stärker die Kontraktionen des Herzens und je größer der periphere Widerstand (Gefäßtonus) ist.
Der Blutdruck einer Person kann gemessen werden direkte und indirekte Wege. Im ersten Fall wird eine Hohlnadel, die mit einem Manometer verbunden ist, in die Arterie eingeführt. Dies ist die genaueste Methode, aber für praktische Zwecke ist sie von geringem Nutzen. Die zweite, sogenannte Manschettenmethode, wurde 1896 von Riva-Rocci vorgeschlagen und basiert auf der Bestimmung des Drucks, der erforderlich ist, um eine Arterie mit einer Manschette vollständig zu komprimieren und den Blutfluss darin zu stoppen. Diese Methode kann nur den Wert des systolischen Drucks bestimmen. Zur Bestimmung des systolischen und diastolischen Drucks wird die von N. S. Korotkov im Jahr 1905 vorgeschlagene Schall- oder Auskultationsmethode verwendet.Diese Methode verwendet ebenfalls eine Manschette und ein Manometer, aber der Druckwert wird nicht anhand des Pulses, sondern anhand des Erscheinens und Verschwindens beurteilt Geräusche, die in den Arterien unterhalb der Manschettenstelle zu hören sind (Geräusche treten nur auf, wenn Blut durch eine komprimierte Arterie fließt). In den letzten Jahren wurden Funktelemetriegeräte verwendet, um den Blutdruck beim Menschen aus der Ferne zu messen.
Im Ruhezustand beträgt der systolische Druck in der A. brachialis bei gesunden Erwachsenen 110-120 mmHg. Art., diastolisch - 60-80 mm Hg. Kunst. Laut Weltgesundheitsorganisation darf der Blutdruck bis zu 140/90 mm Hg betragen. Kunst. ist normotonisch, über diesen Werten - hypertonisch, und unter 100/60 mm Hg.St. - hypoton. Der Unterschied zwischen systolischem und diastolischem Druck wird genannt Impuls Druck- oder Pulsamplitude; sein Wert beträgt im Durchschnitt 40-50 mm Hg. Kunst. Ältere Menschen haben einen höheren Blutdruck als jüngere Menschen; bei Kindern ist sie niedriger als bei Erwachsenen.
In den Kapillaren findet der Stoffaustausch zwischen Blut und Gewebe statt, daher ist die Zahl der Kapillaren im menschlichen Körper sehr groß. Sie ist dort größer, wo der Stoffwechsel intensiver ist. Beispielsweise gibt es pro Flächeneinheit des Herzmuskels doppelt so viele Kapillaren wie beim Skelettmuskel. Der Blutdruck in verschiedenen Kapillaren reicht von 8 bis 40 mm Hg. Kunst.; die Blutflussgeschwindigkeit in ihnen ist niedrig - 0,3-0,5 mm ■ s 1 .
Am Beginn des Venensystems beträgt der Blutdruck 20-30 mm Hg. Art., in den Venen der Gliedmaßen - 5-10 mm Hg. Kunst. und in den Hohlvenen schwankt sie um 0. Die Wände der Venen sind dünner und ihre Dehnbarkeit ist 100-200 Mal größer als die der Arterien. Daher kann die Kapazität des venösen Gefäßbetts selbst bei einer leichten Druckerhöhung in großen Venen um das 5-6-fache zunehmen. In diesem Zusammenhang werden die Venen als kapazitive Gefäße bezeichnet, im Gegensatz zu den Arterien, die dem Blutfluss einen großen Widerstand entgegensetzen und als Widerstandsgefäße (Widerstandsgefäße) bezeichnet werden.
Die lineare Geschwindigkeit des Blutflusses ist selbst in großen Venen geringer als in Arterien. Beispielsweise ist in der Hohlvene die Geschwindigkeit der Blutbewegung fast zweimal niedriger als in der Aorta. Die Beteiligung der Atemmuskulatur am venösen Kreislauf wird bildlich als Atempumpe bezeichnet, die Skelettmuskulatur als Muskelpumpe. Bei dynamischer Muskelarbeit tragen beide Faktoren zur Bewegung des Blutes in den Venen bei. Bei statischen Anstrengungen nimmt der Blutfluss zum Herzen ab, was zu einer Abnahme des Herzzeitvolumens, einem Blutdruckabfall und einer Verschlechterung der Blutversorgung des Gehirns führt.
Die Lunge hat eine doppelte Blutversorgung. Für den Gasaustausch sorgen die Gefäße des Lungenkreislaufs, also die Lungenarterien, -kapillaren und -venen. Die Ernährung des Lungengewebes erfolgt durch eine Gruppe von Arterien eines großen Kreises - Bronchialarterien, die sich von der Aorta aus erstrecken. Das Lungenbett, das in einer Minute die gleiche Menge Blut durchlässt wie ein großer Kreis, hat eine kürzere Länge. Die großen Lungenarterien sind dehnbarer als die Arterien des großen Kreises. Daher können sie relativ mehr Blut ohne signifikante Veränderungen des Blutdrucks halten. Die Kapazität der Lungengefäße ist nicht konstant: Beim Einatmen nimmt sie zu, beim Ausatmen ab. Die Lungengefäße können 10 bis 25 % des gesamten Blutvolumens aufnehmen.
Der Widerstand gegen den Blutfluss in den Gefäßen des Lungenkreislaufs ist etwa 10-mal geringer als in den Gefäßen des Körperkreislaufs. Dies ist hauptsächlich auf den großen Durchmesser der Lungenarteriolen zurückzuführen. Aufgrund des verringerten Widerstands arbeitet die rechte Herzkammer mit einer geringen Belastung und entwickelt einen um ein Vielfaches geringeren Druck als die linke. Der systolische Druck in der Lungenarterie beträgt 25-30 mm Hg. Art., diastolisch - 5-10 mm Hg. Kunst.
Das Kapillarnetz des Lungenkreislaufs hat eine Fläche von etwa 140 m 2 . Gleichzeitig befinden sich in den Lungenkapillaren 60 bis 90 ml Blut. In einer Minute fließen 3,5-5 Liter Blut durch alle Kapillaren der Lunge und bei körperlicher Arbeit bis zu 30-35 Liter min 1. Erythrozyten passieren die Lunge in 3-5 s und befinden sich 0,7 s lang in den Lungenkapillaren (wo der Gasaustausch stattfindet), während der körperlichen Arbeit - 0,3 s. Eine große Anzahl von Gefäßen in der Lunge führt dazu, dass der Blutfluss hier 100-mal höher ist als in anderen Geweben des Körpers.
Die Blutversorgung des Herzens erfolgt durch die Koronar- oder Koronargefäße. Im Gegensatz zu anderen Organen findet der Blutfluss in den Gefäßen des Herzens hauptsächlich während der Diastole statt. Während der Dauer der ventrikulären Systole komprimiert die Kontraktion des Myokards die darin befindlichen Arterien so stark, dass der Blutfluss in ihnen stark abnimmt.
In Ruhe fließen in 1 Minute 200-250 ml Blut durch die Herzkranzgefäße, was etwa 5 % des IOC entspricht. Bei körperlicher Arbeit kann der koronare Blutfluss auf bis zu 3-4 l min "" ansteigen. Die Blutversorgung des Myokards ist 10-15 mal intensiver als die der Gewebe anderer Organe. Durch die linke Koronararterie werden 85% des Koronarblutflusses durchgeführt, durch die rechte - 15%. Die Koronararterien sind endständig und haben wenige Anastomosen, so dass ihr scharfer Krampf oder ihre Blockade zu schwerwiegenden Folgen führt.
3. Regulierung des Herz-Kreislauf-Systems
Die Arbeit des Herzens nimmt mit einer Zunahme des venösen Blutflusses zu. Gleichzeitig wird der Herzmuskel während der Diastole stärker gedehnt, was zu einer stärkeren nachfolgenden Kontraktion beiträgt. Diese Abhängigkeit tritt jedoch nicht immer auf. Bei einem sehr großen Blutzufluss hat das Herz keine Zeit, seine Hohlräume vollständig zu leeren, seine Kontraktionen nehmen nicht nur nicht zu, sondern werden sogar schwächer.
Bei der Regulation der Herztätigkeit spielen die nervösen und humoralen Einflüsse die Hauptrolle. Das Herz zieht sich aufgrund von Impulsen zusammen, die vom Hauptschrittmacher kommen, dessen Aktivität vom zentralen Nervensystem gesteuert wird.
Die nervöse Regulierung der Herztätigkeit erfolgt durch die efferenten Äste des Vagus und der sympathischen Nerven. Das Studium der nervösen Regulation der Herztätigkeit begann mit der Entdeckung der hemmenden Wirkung des Vagusnervs durch die Brüder Weber im Jahre 1845 in St. Petersburg, und 1867 entdeckten die Brüder Pion an derselben Stelle die beschleunigende Wirkung des Vagusnervs der sympathische Nerv. Und nur dank der Experimente von IP Pavlov (1883) wurde gezeigt, dass verschiedene Fasern dieser Nerven die Arbeit des Herzens auf unterschiedliche Weise beeinflussen. Die Reizung einiger Fasern des Vagusnervs führt also zu einer Abnahme der Herzschläge, und die Reizung anderer zu ihrer Schwächung. Einige Fasern des Sympathikus beschleunigen den Rhythmus der Herzkontraktionen, andere verstärken sie. Verstärkende Nervenfasern sind trophisch, c. Wirkung auf das Herz durch Steigerung des Stoffwechsels im Myokard.
Basierend auf der Analyse aller Einflüsse der Vagus- und Sympathikusnerven auf das Herz wurde eine moderne Klassifikation ihrer Wirkungen erstellt. Chronotrop Effekt charakterisiert die Änderung der Herzfrequenz, bathmotrop- Veränderung der Erregbarkeit, dromotrop- Änderung der Leitfähigkeit und inotrop- Änderung der Kontraktilität. Alle diese Prozesse werden durch die Vagusnerven verlangsamt und geschwächt und durch die sympathischen beschleunigt und verstärkt.
Die Zentren der Vagusnerven befinden sich in der Medulla oblongata. Ihre zweiten Neuronen befinden sich direkt in den Nervenknoten des Herzens. Die Fortsätze dieser Neuronen innervieren die Sinus- und atrioventrikulären Knoten und Vorhofmuskeln; das ventrikuläre Myokard wird nicht von den Vagusnerven innerviert. Die Neuronen der sympathischen Nerven befinden sich in den oberen Segmenten des thorakalen Rückenmarks, von hier aus wird die Erregung auf die zervikalen und oberen thorakalen sympathischen Knoten und weiter zum Herzen übertragen. Impulse von den Nervenenden werden über Mediatoren an das Herz weitergeleitet. Für die Vagusnerven ist der Mediator Acetylcholin, für den Sympathikus - Noradrenalin.
Die Zentren der Vagusnerven befinden sich ständig in einem Erregungszustand (Tonus), dessen Grad sich unter dem Einfluss zentripetaler Impulse von verschiedenen Rezeptoren des Körpers ändert. Mit einer anhaltenden Erhöhung des Tonus dieser Nerven werden die Herzschläge seltener, es kommt zu einer Sinusbradykardie. Der Tonus der Zentren der sympathischen Nerven ist weniger ausgeprägt. Die Erregung in diesen Zentren steigt mit Emotionen und Muskelaktivität, was zu einer Erhöhung und Erhöhung der Herzfrequenz führt.
Die Zentren der Medulla oblongata und des Rückenmarks, des Hypothalamus, des Kleinhirns und der Großhirnrinde sowie der Rezeptoren einiger sensorischer Systeme (visuell, auditiv, motorisch, vestibulär) sind an der Reflexregulation der Herzarbeit beteiligt. Von großer Bedeutung für die Regulation des Herzens und der Blutgefäße sind Impulse von Gefäßrezeptoren in reflexogenen Zonen (Aortenbogen, Bifurkation der Halsschlagadern usw.). Die gleichen Rezeptoren sind im Herzen selbst vorhanden. Einige dieser Rezeptoren nehmen Druckänderungen in den Gefäßen wahr (Barorezeptoren). Chemorezeptoren werden durch Verschiebungen in der chemischen Zusammensetzung des Blutplasmas mit einem Anstieg des pCO 2 darin oder einem Abfall des pO 2 angeregt.
Die Aktivität des Herz-Kreislauf-Systems wird durch Impulse von den Rezeptoren der Lunge, des Darms, Reizung der Wärme- und Schmerzrezeptoren, emotionale und konditionierte Reflexeinflüsse beeinflusst. Insbesondere bei einer Erhöhung der Körpertemperatur um 1 ° C erhöht sich die Herzfrequenz um 10 Schläge pro 1 Minute.
Die humorale Regulation der Herztätigkeit erfolgt durch Einwirkung von Chemikalien im Blut. Ideen zur humoralen Regulation sind mit den Experimenten von O. Levy (1922), der eine „vagusähnliche Substanz“ erhielt, indem er die postganglionären Fasern der Vagusnerven stimulierte, und ähnlichen Experimenten von W. Kennon (1925) über sympathische Nerven verbunden. der „Sympathie“ entdeckte. Später wurde festgestellt, dass die oben genannten Substanzen Acetylcholin und Norepinephrin sind.
Humorale Einflüsse auf das Herz können durch Hormone, Abbauprodukte von Kohlenhydraten und Proteinen, pH-Änderungen, Kalium- und Calciumionen ausgeübt werden. Adrenalin, Noradrenalin und Thyroxin steigern die Arbeit des Herzens, Acetylcholin schwächt es. Eine Abnahme des pH-Werts, eine Erhöhung des Harnstoff- und Milchsäurespiegels erhöhen die Herzaktivität. Bei einem Überschuss an Kaliumionen verlangsamt sich der Rhythmus und die Kontraktionskraft des Herzens, seine Erregbarkeit und Leitfähigkeit nehmen ab. Eine hohe Kaliumkonzentration führt zu Myokarddehnung und Herzstillstand in der Diastole. Calciumionen beschleunigen den Rhythmus und erhöhen die Herzkontraktionen, erhöhen die Erregbarkeit und Leitung des Myokards; Bei einem Kalziumüberschuss stoppt das Herz in der Systole.
Der Funktionszustand des Gefäßsystems wird wie das Herz durch nervöse und humorale Einflüsse reguliert. Die Nerven, die den Gefäßtonus regulieren, werden vasomotorisch genannt und bestehen aus zwei Teilen - Vasokonstriktor und Vasodilatator.Sympathische Nervenfasern, die als Teil der vorderen Wurzeln des Rückenmarks austreten, haben eine verengende Wirkung auf die Gefäße der Haut, Organe Bauchhöhle, Nieren, Lungen und Hirnhäute, sondern erweitern die Gefäße des Herzens. Vasodilatierende Einflüsse sind parasympathische Fasern, die das Rückenmark als Teil der hinteren Wurzeln verlassen.
Bestimmte Beziehungen zwischen vasokonstriktorischen und vasodilatatorischen Nerven werden durch das vasomotorische Zentrum aufrechterhalten, das sich in der Medulla oblongata befindet und 1871 von V.F. Owsjannikow. Das vasomotorische Zentrum besteht aus den Abteilungen Pressor (Vasokonstriktor) und Depressor (Vasodilatator). Die Hauptrolle bei der Regulierung des Gefäßtonus gehört dem Pressorbereich. Darüber hinaus gibt es höhere vasomotorische Zentren in der Großhirnrinde und im Hypothalamus und niedrigere im Rückenmark. Die nervöse Regulierung des Gefäßtonus erfolgt ebenfalls reflektorisch. Auf der Grundlage unbedingter Reflexe (Abwehr, Essen, Sex) werden vaskuläre konditionierte Reaktionen auf Wörter, Art von Objekten, Emotionen usw. entwickelt.
Die wichtigsten natürlichen rezeptiven Felder, in denen vaskuläre Reflexe auftreten, sind Haut und Schleimhäute (exterozeptive Zonen) und das Herz-Kreislauf-System (interozeptive Zonen). Die wichtigsten interorezeptiven Zonen sind Karotissinus und Aorta; später wurden ähnliche Zonen an der Mündung der Vena cava, in den Lungengefäßen und im Magen-Darm-Trakt entdeckt.
Die humorale Regulation des Gefäßtonus erfolgt sowohl durch vasokonstriktorische als auch durch vasodilatatorische Substanzen. Die erste Gruppe umfasst die Hormone des Nebennierenmarks - Adrenalin und Noradrenalin - sowie der hinteren Hypophyse - Vasopressin. Zu den humoralen Vasokonstriktorfaktoren gehört Serotonin, das in der Darmschleimhaut, in einigen Teilen des Gehirns und beim Abbau von Blutplättchen gebildet wird. Eine ähnliche Wirkung hat der in der Niere gebildete Stoff Renin, der das Globulin im Plasma - Hypertensinogen - aktiviert und in aktives Hypertensin (Angiotonin) umwandelt.
Gegenwärtig wurden erhebliche Mengen an Vasodilatatoren in vielen Geweben des Körpers gefunden. Diese Wirkung hat Medullin, das vom Nierenmark produziert wird, und Prostaglandine, die im Sekret der Prostatadrüse gefunden werden. In den submandibulären und pankreatischen Drüsen, in der Lunge und der Haut wurde das Vorhandensein eines sehr aktiven Polypeptids, Bradykinin, festgestellt, das eine Entspannung der glatten Muskulatur der Arteriolen bewirkt und den Blutdruck senkt. Zu den Vasodilatatoren gehören auch Acetylcholin, das an den Enden parasympathischer Nerven gebildet wird, und Histamin, das in den Wänden des Magens, des Darms sowie in der Haut und den Skelettmuskeln (während ihrer Arbeit) vorkommt.
Alle Vasodilatatoren neigen dazu, lokal zu wirken und eine Erweiterung von Kapillaren und Arteriolen zu verursachen. Vasokonstriktorische Substanzen wirken hauptsächlich allgemein auf große Blutgefäße.
Thema: ATEM
Planen :
1. Äußere Atmung
2. Austausch von Gasen in der Lunge und deren Transport im Blut
3. Regulation der Atmung
Atmung bezeichnet eine Reihe von physiologischen Prozessen, die die Versorgung des Körpers mit Sauerstoff, seine Verwendung durch das Gewebe für Redoxreaktionen und die Entfernung von Kohlendioxid aus dem Körper sicherstellen. Die Atmungsfunktion wird mit Hilfe der äußeren (Lungen-) Atmung, der Übertragung von O 2 zu den Geweben und CO 2 von ihnen sowie dem Gasaustausch zwischen Geweben und Blut durchgeführt.
1. Äußere Atmung
Beim Mann äußere Atmung bereitgestellt von der Luftröhre, Bronchien, Bronchiolen und Alveolen, deren Gesamtzahl etwa 700 Millionen beträgt. Die Fläche der Alveolen beträgt 80-100 m 2 und das Luftvolumen in ihnen beträgt etwa 2-3 Liter; das Volumen der Atemwege beträgt 150-180 ml. Unter normalen Bedingungen kollabieren die Alveolen nicht, da die Flüssigkeit auf ihrer inneren Oberfläche Tenside enthält – Substanzen, die die Oberflächenspannung verringern.
Der Gasaustausch zwischen der Lunge und der Umgebung erfolgt durch Einatmen und Ausatmen. Wenn Sie einatmen, nimmt das Lungenvolumen zu, der Druck in ihnen wird niedriger als der atmosphärische Druck und Luft tritt in die Atemwege ein. Dieser Prozess ist aktiv und wird durch Kontraktion der äußeren Interkostalmuskulatur und Absenkung (Kontraktion) des Zwerchfells verursacht, was zu einer Vergrößerung des Lungenvolumens um 250-300 ml führt. Beim Ausatmen nimmt das Volumen der Brusthöhle ab, die Luft in der Lunge wird komprimiert, der Druck in ihnen wird höher als der atmosphärische Druck und die Luft tritt aus. Das Ausatmen in einem ruhigen Zustand erfolgt passiv aufgrund der Schwere der Brust und der Entspannung des Zwerchfells. Forcierte Exspiration tritt aufgrund von Kontraktionen der inneren Interkostalmuskulatur auf, teilweise aufgrund der Muskeln des Schultergürtels und der Bauchmuskulatur.
Wichtig für die Durchführung der Ein- und Ausatmung ist eine hermetisch geschlossene Pleurahöhle (Lücke), die durch viszerale (bedeckt die Lunge) und parietale (kleidet den Brustkorb von innen) Blätter der Pleura gebildet und durch eine kleine Menge Flüssigkeit geschützt wird. Der Druck in der Pleurahöhle liegt unter dem atmosphärischen Druck, der beim Einatmen weiter reduziert wird, wodurch der Luftstrom in die Lunge erleichtert wird. Wenn Luft oder Flüssigkeit in die Pleurahöhle eindringt, kollabieren die Lungen aufgrund ihrer elastischen Traktion, das Atmen wird unmöglich und es entwickeln sich schwere Komplikationen - Pneumohydrothorax.
Die Luftmenge in der Lunge nach maximaler Inspiration ist die gesamte Lungenkapazität, deren Wert bei einem Erwachsenen 4-6 Liter beträgt. Es ist üblich, vier Komponenten der gesamten Lungenkapazität zu unterscheiden: Tidalvolumen, inspiratorisches und exspiratorisches Reservevolumen und Residualvolumen.
Tidalvolumen- Dies ist die Luftmenge, die während eines ruhigen Einatmens (Ausatmens) durch die Lunge strömt und 400-500 ml entspricht. Das inspiratorische Reservevolumen (1,5-3 L) ist die Luft, die nach einer normalen Inspiration zusätzlich eingeatmet werden kann. Das exspiratorische Reservevolumen (1-1,5 L) ist das Luftvolumen, das nach einer normalen Ausatmung noch ausgeatmet werden kann. Das Residualvolumen (1-1,2 l) ist die Luftmenge, die nach maximaler Exspiration in der Lunge verbleibt und nur bei Pneumothorax freigesetzt wird. Die Summe aus Atemluft, Reservevolumen der Einatmung und Ausatmung ist die Vitalkapazität der Lunge (VC), gleich 3,5-5 l; bei Sportlern kann es 6 Liter oder mehr erreichen.
Im Ruhezustand macht eine Person 10-14 Atemzyklen in 1 Minute, sodass das Atemminutenvolumen (MOD) 6-8 Liter beträgt. Zur Zusammensetzung der Atemluft gehört der sogenannte Totraum (120-150 ml), gebildet durch die Atemwege (Mund, Nase, Rachen, Kehlkopf, Luftröhre und Bronchien), die nicht am Luftgasaustausch beteiligt sind. Die Luft, die diesen Raum füllt, spielt jedoch eine positive Rolle bei der Aufrechterhaltung der optimalen Feuchtigkeit und Temperatur des Alveolargases. Das Verhältnis der Komponenten des Atemzyklus (die Dauer der Ein- und Ausatmungsphase, die Atemtiefe, die Druckdynamik und die Strömungsgeschwindigkeit in den Atemwegen) charakterisieren das sogenannte Atemmuster, das von äußeren und inneren Einflüssen abhängt auf dem Körper.
Beim Gasaustausch zwischen Körper und atmosphärischer Luft ist die Belüftung der Lunge von großer Bedeutung, die die Erneuerung der Zusammensetzung des Alveolargases gewährleistet. Die Intensität der Beatmung hängt von der Tiefe und Frequenz der Atmung ab. Das Atemvolumen wird als Atemvolumen multipliziert mit der Anzahl der Atemzüge pro Minute gemessen.
Die Lungenbeatmung erfolgt durch die Arbeit der Atemmuskulatur. Diese Arbeit ist mit der Überwindung des elastischen Widerstands der Lunge und des Widerstands gegen den Atemluftstrom (inelastischer Widerstand) verbunden. Bei einer MOD von 6-8 l min 1 werden 5-10 ml min 1 O g für die Arbeit der Atemmuskulatur verbraucht, bei körperlicher Anstrengung, wenn die MOD 150-200 l min "" erreicht, etwa ein Liter O ist erforderlich, um die Arbeit der Atemmuskulatur sicherzustellen. 2. Der hohe Sauerstoffverbrauch der Atmung ist ungünstig für den Körper, da O 2 nicht für sinnvolle Arbeit genutzt werden kann.
Unterscheiden linear und volumetrische Geschwindigkeit Blutkreislauf.
Lineare Blutflussgeschwindigkeit(V LIN.) ist die Strecke, die ein Blutpartikel pro Zeiteinheit zurücklegt. Sie hängt von der Gesamtquerschnittsfläche aller Gefäße ab, die den Abschnitt des Gefäßbettes bilden. Die engste Stelle des Kreislaufsystems ist die Aorta. Hier beträgt die höchste lineare Geschwindigkeit des Blutflusses 0,5–0,6 m/s. In den Arterien mittleren und kleinen Kalibers sinkt sie auf 0,2-0,4 m/s. Das Gesamtlumen des Kapillarbetts ist 500–600 mal größer als das der Aorta. Daher sinkt die Blutflussgeschwindigkeit in den Kapillaren auf 0,5 mm/sec. Die Verlangsamung des Blutflusses in den Kapillaren ist von großer physiologischer Bedeutung, da in ihnen ein transkapillarer Austausch stattfindet. In großen Venen steigt die lineare Geschwindigkeit des Blutflusses wieder auf 0,1–0,2 m/s an. Die lineare Geschwindigkeit des Blutflusses in den Arterien wird durch Ultraschall gemessen. Es basiert auf Doppler-Effekt. Ein Sensor mit einer Quelle und einem Empfänger von Ultraschall wird auf dem Gefäß platziert. In einem sich bewegenden Medium – Blut – ändert sich die Frequenz der Ultraschallschwingungen. Je größer die Geschwindigkeit des Blutflusses durch das Gefäß ist, desto niedriger ist die Frequenz der reflektierten Ultraschallwellen. Die Geschwindigkeit des Blutflusses in den Kapillaren wird unter einem Mikroskop mit Unterteilungen im Okular gemessen, indem die Bewegung eines bestimmten roten Blutkörperchens beobachtet wird.
Volumetrische Blutflussgeschwindigkeit(V OB.) ist die Blutmenge, die pro Zeiteinheit durch den Querschnitt des Gefäßes fließt. Sie ist abhängig von der Druckdifferenz am Anfang und Ende des Gefäßes und dem Strömungswiderstand des Blutes. Zu Beginn des Experiments wurde die volumetrische Blutflussgeschwindigkeit unter Verwendung einer Ludwig-Blutuhr gemessen. In der Klinik wird der volumetrische Blutfluss gemessen Rheovasographie. Diese Methode basiert auf der Registrierung von Schwankungen des elektrischen Widerstands von Organen für Hochfrequenzstrom, wenn sich ihre Blutversorgung in Systole und Diastole ändert. Mit zunehmender Blutversorgung nimmt der Widerstand ab und mit abnehmender Zunahme zu. Zur Diagnose von Gefäßerkrankungen wird eine Rheovasographie der Extremitäten, der Leber, der Nieren und des Brustkorbs durchgeführt. Manchmal verwendet Plethysmographie- Dies ist eine Registrierung von Volumenschwankungen eines Organs, die auftreten, wenn sich ihre Blutversorgung ändert. Volumenschwankungen werden mit Wasser-, Luft- und Elektroplethysmographen aufgezeichnet. Die Geschwindigkeit des Blutkreislaufs ist die Zeit, die ein Blutpartikel benötigt, um beide Blutkreisläufe zu durchlaufen. Es wird gemessen, indem ein Fluorescein-Farbstoff in eine Vene an einem Arm injiziert wird und sein Auftreten in einer Vene am anderen zeitlich festgelegt wird. Im Durchschnitt beträgt die Geschwindigkeit des Blutkreislaufs 20-25 Sekunden.
Blutdruck
Durch Kontraktionen der Herzkammern und den Blutausstoß aus ihnen sowie durch den Widerstand gegen den Blutfluss wird im Gefäßbett ein Blutdruck erzeugt. Das ist die Kraft, mit der das Blut gegen die Wand der Blutgefäße drückt. Der Druck in den Arterien hängt von der Phase des Herzzyklus ab. Während der Systole ist es maximal und wird systolisch genannt, während der Diastole ist es minimal und wird diastolisch genannt. Der systolische Druck bei einem gesunden jungen und mittleren Menschen in großen Arterien beträgt 100-130 mm Hg. Diastolisch 60-80 mmHg Der Unterschied zwischen systolischem und diastolischem Druck wird genannt Pulsdruck. Normalerweise beträgt sein Wert 30-40 mm Hg. Außerdem definieren sie durchschnittlicher Druck- das ist so ein konstanter (also nicht pulsierender) Druck, dessen hämodynamische Wirkung einer gewissen pulsierenden entspricht. Der Wert des mittleren Drucks liegt näher am diastolischen Wert, da die Diastole länger dauert als die Systole.
Der Blutdruck (BP) kann durch direkte und indirekte Methoden gemessen werden. Zum Messen direkte Methode Eine Nadel oder Kanüle, die über einen Schlauch mit einem Druckmesser verbunden ist, wird in die Arterie eingeführt. Führen Sie nun einen Katheter mit einem Drucksensor ein. Das Signal des Sensors wird an ein elektrisches Manometer gesendet. In der Klinik wird die direkte Messung nur während chirurgischer Eingriffe durchgeführt. Am weitesten verbreitet indirekte Methoden Riva-Rocci und Korotkov. 1896 Riva Rocci vorgeschlagen, den systolischen Druck durch den Druck zu messen, der in einer Gummimanschette erzeugt werden muss, um die Arterie vollständig abzuklemmen. Der Druck darin wird mit einem Manometer gemessen. Das Aufhören des Blutflusses wird durch das Verschwinden des Pulses an der Radialarterie bestimmt. 1905 Korotkow ein Verfahren zur Messung sowohl des systolischen als auch des diastolischen Drucks vorgeschlagen. Es ist wie folgt. Die Manschette erzeugt einen Druck, bei dem der Blutfluss in der Arteria brachialis vollständig stoppt. Dann nimmt es allmählich ab und gleichzeitig werden mit einem Phonendoskop in der Ellenbeuge aufkommende Geräusche gehört. In dem Moment, in dem der Druck in der Manschette etwas niedriger als der systolische Wert wird, erscheinen kurze rhythmische Geräusche. Sie werden Korotkoff-Töne genannt. Sie werden durch den Durchgang von Blutportionen unter der Manschette während der Systole verursacht. Mit abnehmendem Druck in der Manschette nimmt die Intensität der Töne ab und ab einem bestimmten Wert verschwinden sie. An diesem Punkt entspricht der Druck darin ungefähr dem diastolischen. Derzeit werden zur Blutdruckmessung Geräte eingesetzt, die Schwankungen im Gefäß unter der Manschette erfassen, wenn sich der Druck darin ändert. Der Mikroprozessor berechnet den systolischen und diastolischen Druck.
Zur objektiven Registrierung des Blutdrucks wird es verwendet Arterielle Oszillographie- grafische Registrierung von Pulsationen großer Arterien, wenn sie von einer Manschette zusammengedrückt werden. Mit dieser Methode können Sie den systolischen, diastolischen, mittleren Druck und die Elastizität der Gefäßwand bestimmen. Der Blutdruck steigt mit körperlicher und geistiger Arbeit, emotionalen Reaktionen. Bei körperlicher Arbeit steigt vor allem der systolische Druck an. Dies liegt daran, dass das systolische Volumen zunimmt. Wenn eine Vasokonstriktion auftritt, steigen sowohl der systolische als auch der diastolische Druck an. Dieses Phänomen wird mit starken Emotionen beobachtet.
Bei der grafischen Langzeitaufzeichnung des Blutdrucks werden drei Arten seiner Schwankungen erkannt. Sie werden als Wellen 1., 2. und 3. Ordnung bezeichnet. Wellen erster Ordnung sind Druckschwankungen während Systole und Diastole. Wellen zweiter Ordnung werden als respiratorisch bezeichnet. Beim Einatmen steigt der Blutdruck, beim Ausatmen sinkt er. Bei zerebraler Hypoxie noch langsamer Wellen dritter Ordnung. Sie werden durch Schwankungen im Tonus des vasomotorischen Zentrums der Medulla oblongata verursacht.
In Arteriolen, Kapillaren, kleinen und mittelgroßen Venen ist der Druck konstant. In Arteriolen beträgt sein Wert 40-60 mm Hg, am arteriellen Ende der Kapillaren 20-30 mm Hg, am venösen Ende 8-12 mm Hg. Der Blutdruck in Arteriolen und Kapillaren wird gemessen, indem eine mit einem Manometer verbundene Mikropipette in sie eingeführt wird. Der Blutdruck in den Venen beträgt 5-8 mm Hg. In den Hohlvenen ist es gleich Null und beim Einatmen wird es 3-5 mm Hg. unter atmosphärisch. Der Druck in den Venen wird durch eine sogenannte direkte Methode gemessen Phlebotonometrie. Eine Erhöhung des Blutdrucks wird genannt Hypertonie, Verringerung - Hypotonie. Arterielle Hypertonie tritt bei Alterung, Bluthochdruck, Nierenerkrankungen usw. auf. Hypotonie wird bei Schock, Erschöpfung und Dysfunktion des vasomotorischen Zentrums beobachtet.
Das Herz-Kreislauf-System besteht aus dem Herzen und den Blutgefäßen - Arterien, Arteriolen, Kapillaren, Venolen und Venen, arteriovenösen Anastomosen. Seine Transportfunktion besteht darin, dass das Herz die Bewegung des Blutes durch eine geschlossene Kette von Gefäßen - elastische Schläuche mit verschiedenen Durchmessern - gewährleistet. Das Blutvolumen bei Männern beträgt 77 ml / kg Gewicht (5,4 l), bei Frauen - 65 ml / kg Gewicht (4,5 l). Die Verteilung des gesamten Blutvolumens: 84% - im Körperkreislauf, 9% - im Lungenkreislauf, 7% - im Herzen.
Arterien zuordnen:
1. Elastischer Typ (Aorta, Lungenarterie).
2. Muskelelastischer Typ (Carotis, Subclavia, Wirbel).
3. Muskeltyp (Arterien der Gliedmaßen, Rumpf, innere Organe).
1. Fibröser Typ (muskellos): Dura mater und Pia mater (haben keine Ventile); Netzhaut des Auges; Knochen, Milz, Plazenta.
2. Muskeltyp:
a) mit schwacher Entwicklung von Muskelelementen (obere Hohlvene und ihre Äste, Gesichts- und Halsvenen);
b) mit einer durchschnittlichen Entwicklung von Muskelelementen (Venen der oberen Extremitäten);
c) mit einer starken Entwicklung von Muskelelementen (untere Hohlvene und ihre Äste, Venen der unteren Extremitäten).
Die Struktur der Wände von Blutgefäßen, sowohl Arterien als auch Venen, wird durch die folgenden Komponenten dargestellt: Intima - innere Schale, Media - Mitte, Adventitia - äußere.
Alle Blutgefäße sind von innen mit einer Endothelschicht ausgekleidet. In allen Gefäßen, mit Ausnahme echter Kapillaren, gibt es elastische, kollagene und glatte Muskelfasern. Ihre Anzahl in verschiedenen Gefäßen ist unterschiedlich.
Je nach ausgeübter Funktion werden folgende Gefäßgruppen unterschieden:
1. Dämpfungsgefäße - Aorta, Lungenarterie. Der hohe Gehalt an elastischen Fasern in diesen Gefäßen bewirkt eine stoßdämpfende Wirkung, die darin besteht, periodische systolische Wellen zu glätten.
2. Widerstandsgefäße - Endarteriolen (Präkapillaren) und in geringerem Maße Kapillaren und Venolen. Sie haben ein kleines Lumen und dicke Wände mit gut entwickelten glatten Muskeln und bieten dem Blutfluss den größten Widerstand.
3. Gefäßschließmuskeln - Endabschnitte der präkapillaren Arteriolen. Die Anzahl der funktionierenden Kapillaren, also die Fläche der Austauschfläche, hängt von der Verengung oder Erweiterung der Schließmuskeln ab.
4. Austauschgefäße - Kapillaren. In ihnen finden Diffusions- und Filtrationsprozesse statt. Kapillaren sind nicht kontraktionsfähig, ihr Durchmesser ändert sich passiv nach Druckschwankungen in prä- und postkapillaren Widerstandsgefäßen und Sphinktergefäßen.
5. Kapazitive Gefäße sind hauptsächlich Venen. Aufgrund ihrer hohen Dehnbarkeit sind Venen in der Lage, große Blutmengen ohne signifikante Veränderung der Blutflussparameter aufzunehmen oder auszustoßen und spielen daher die Rolle eines Blutdepots.
6. Shunt-Gefäße - arteriovenöse Anastomosen. Wenn diese Gefäße offen sind, wird der Blutfluss durch die Kapillaren entweder reduziert oder vollständig gestoppt.
Hämodynamische Grundlagen. Der Blutfluss durch die Gefäße
Die treibende Kraft des Blutflusses ist der Druckunterschied zwischen verschiedenen Teilen des Gefäßbettes. Blut fließt von einem Bereich mit hohem Druck zu einem Bereich mit niedrigem Druck, von einem arteriellen Abschnitt mit hohem Druck zu einem venösen Abschnitt mit niedrigem Druck. Dieser Druckgradient überwindet den hydrodynamischen Widerstand aufgrund innerer Reibung zwischen den Flüssigkeitsschichten und zwischen der Flüssigkeit und den Wänden des Gefäßes, der von den Abmessungen des Gefäßes und der Viskosität des Blutes abhängt.
Der Blutfluss durch jeden Teil des Gefäßsystems kann durch die Formel für die volumetrische Blutflussgeschwindigkeit beschrieben werden. Die volumetrische Blutflussgeschwindigkeit ist das Blutvolumen, das pro Zeiteinheit (ml/s) durch den Querschnitt des Gefäßes fließt. Die volumetrische Blutflussrate Q spiegelt die Blutversorgung eines bestimmten Organs wider.
Q = (P2-P1)/R, wobei Q die volumetrische Blutflussgeschwindigkeit ist, (P2-P1) die Druckdifferenz an den Enden des Abschnitts des Gefäßsystems ist, R der hydrodynamische Widerstand ist.
Die volumetrische Blutflussgeschwindigkeit kann basierend auf der linearen Geschwindigkeit des Blutflusses durch den Querschnitt des Gefäßes und die Fläche dieses Abschnitts berechnet werden:
wobei V die lineare Geschwindigkeit des Blutflusses durch den Gefäßquerschnitt ist, S die Fläche des Gefäßquerschnitts ist.
Gemäß dem Gesetz der Strömungskontinuität ist die volumetrische Geschwindigkeit des Blutflusses in einem System von Schläuchen mit unterschiedlichen Durchmessern unabhängig vom Querschnitt des Schlauchs konstant. Wenn eine Flüssigkeit mit konstanter Volumengeschwindigkeit durch die Rohre fließt, ist die Geschwindigkeit der Flüssigkeit in jedem Rohr umgekehrt proportional zu ihrer Querschnittsfläche:
Q = V1 x S1 = V2 x S2.
Die Viskosität von Blut ist eine Eigenschaft einer Flüssigkeit, aufgrund derer innere Kräfte in ihr entstehen, die ihren Fluss beeinflussen. Berührt die strömende Flüssigkeit eine ruhende Oberfläche (z. B. bei der Bewegung in einem Rohr), bewegen sich die Flüssigkeitsschichten mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten. Dadurch entstehen zwischen diesen Schichten Schubspannungen: Die schnellere Schicht dehnt sich eher in Längsrichtung aus, die langsamere verzögert sie. Die Blutviskosität wird hauptsächlich durch gebildete Elemente und in geringerem Maße durch Plasmaproteine bestimmt. Beim Menschen beträgt die Blutviskosität 3-5 Rel. Einheiten, die Plasmaviskosität 1,9-2,3 Rel. Einheiten. Einheiten Für den Blutfluss ist die Tatsache von großer Bedeutung, dass sich die Viskosität des Blutes in einigen Teilen des Gefäßsystems ändert. Bei geringer Blutflussgeschwindigkeit steigt die Viskosität auf über 1000 rel. Einheiten
Unter physiologischen Bedingungen wird in fast allen Teilen des Kreislaufsystems ein laminarer Blutfluss beobachtet. Die Flüssigkeit bewegt sich wie in zylindrischen Schichten, und alle ihre Teilchen bewegen sich nur parallel zur Gefäßachse. Getrennte Schichten der Flüssigkeit bewegen sich relativ zueinander, und die unmittelbar an die Gefäßwand angrenzende Schicht bleibt bewegungslos, die zweite Schicht gleitet an dieser Schicht entlang, die dritte daran entlang und so weiter. Dadurch entsteht ein parabelförmiges Gmit einem Maximum in der Gefäßmitte. Je kleiner der Durchmesser des Gefäßes ist, desto näher sind die zentralen Flüssigkeitsschichten an seiner festen Wand und desto mehr werden sie als Ergebnis der viskosen Wechselwirkung mit dieser Wand abgebremst. Dadurch ist in kleinen Gefäßen die durchschnittliche Blutflussgeschwindigkeit geringer. In großen Gefäßen sind die mittleren Schichten weiter von den Wänden entfernt angeordnet, daher gleiten diese Schichten, wenn sie sich der Längsachse des Gefäßes nähern, mit zunehmender Geschwindigkeit relativ zueinander. Dadurch steigt die durchschnittliche Blutflussgeschwindigkeit deutlich an.
Unter bestimmten Bedingungen geht eine laminare Strömung in eine turbulente über, die durch das Vorhandensein von Wirbeln gekennzeichnet ist, in denen sich Fluidpartikel nicht nur parallel zur Behälterachse, sondern auch senkrecht dazu bewegen. Bei turbulenter Strömung ist die volumetrische Blutströmungsgeschwindigkeit nicht proportional zum Druckgradienten, sondern zu dessen Quadratwurzel. Um die Volumengeschwindigkeit zu verdoppeln, muss der Druck etwa um das 4-fache erhöht werden. Daher steigt bei turbulentem Blutfluss die Belastung des Herzens erheblich an. Strömungsturbulenzen können physiologisch bedingt auftreten (Aufweitung, Verzweigung, Gefäßkrümmung), sind aber oft auch ein Zeichen krankhafter Veränderungen, wie Stenosen, pathologischer Tortuosität etc. Bei einer Erhöhung der Blutflussgeschwindigkeit oder einer Abnahme der Blutviskosität , kann die Strömung in allen großen Arterien turbulent werden. Im gewundenen Bereich wird das Geschwindigkeitsprofil aufgrund der Beschleunigung von Partikeln, die sich entlang des äußeren Randes des Gefäßes bewegen, deformiert; die minimale Bewegungsgeschwindigkeit wird in der Mitte des Gefäßes festgestellt; das Geschwindigkeitsprofil hat eine bikonvexe Form. In den Bifurkationszonen weichen Blutpartikel von einer geradlinigen Bahn ab, bilden Wirbel und das Geschwindigkeitsprofil flacht ab.
Methoden Ultraschall Schiffe
1. Ultraschall-Spektraldopplerographie (USDG) - Bewertung des Spektrums der Blutflussgeschwindigkeiten.
2. Duplex-Scannen – ein Modus, in dem B-Modus und Ultraschall gleichzeitig verwendet werden.
3. Triplex-Scannen – B-Modus, Farbdoppler-Mapping (CDM) und Ultraschall werden gleichzeitig verwendet.
Die Farbabbildung erfolgt durch Farbcodierung der verschiedenen physikalischen Eigenschaften sich bewegender Blutpartikel. In der Angiologie wird der Begriff CDC verwendet. nach Geschwindigkeit(CDKS). CDX bietet herkömmliche 2D-Graustufen-Bildgebung in Echtzeit, überlagert mit Doppler-Frequenzverschiebungsinformationen, die in Farbe dargestellt werden. Eine positive Frequenzverschiebung wird üblicherweise in Rot dargestellt, eine negative in Blau. Mit CDKS erleichtert die Codierung der Richtung und Geschwindigkeit des Flusses mit verschiedenfarbigen Tönen die Suche nach Blutgefäßen, ermöglicht es Ihnen, Arterien und Venen schnell zu unterscheiden, ihren Verlauf und ihre Lage zu verfolgen und die Richtung des Blutflusses zu beurteilen.
CDC durch Energie gibt Aufschluss über die Intensität der Strömung und nicht über die Durchschnittsgeschwindigkeit der Elemente der Strömung. Ein Merkmal des Energiemodus ist die Fähigkeit, ein Bild von kleinen, verzweigten Gefäßen zu erhalten, die in der Regel nicht mit Farbfluss visualisiert werden.
Prinzipien der Ultraschalluntersuchung normaler Arterien
B-Bild: Gefäßlumen haben eine echonegative Struktur und eine gleichmäßige Kontur der Innenwand.
Im CFM-Modus muss Folgendes berücksichtigt werden: Die Skala der Blutflussgeschwindigkeit muss dem für das untersuchte Gefäß charakteristischen Geschwindigkeitsbereich entsprechen; Der Winkel zwischen dem anatomischen Verlauf des Gefäßes und der Richtung des Ultraschallstrahls des Sensors sollte 90 Grad oder mehr betragen, was durch Ändern der Scanebene und des Gesamtneigungswinkels der Ultraschallstrahlen mit dem Gerät sichergestellt wird.
Im Farbströmungsmodus wird Energie verwendet, um die gleichmäßige gleichmäßige Färbung der Strömung im Lumen der Arterie mit einer klaren Visualisierung der inneren Kontur des Gefäßes zu bestimmen.
Bei der Analyse des Spektrums der Doppler-Frequenzverschiebung (DSFS) wird das Kontrollvolumen auf die Gefäßmitte eingestellt, sodass der Winkel zwischen Ultraschallstrahl und anatomischem Verlauf des Gefäßes weniger als 60 Grad beträgt.
im B-Modus Folgende Indikatoren werden ausgewertet:
1) Durchgängigkeit des Gefäßes (passierbar, verschlossen);
2) die Geometrie des Schiffes (Geradheit des Kurses, Vorhandensein von Verformungen);
3) die Größe der Pulsation der Gefäßwand (Intensivierung, Schwächung, Abwesenheit);
4) Gefäßdurchmesser;
5) Zustand der Gefäßwand (Dicke, Struktur, Homogenität);
6) der Zustand des Lumens des Gefäßes (Vorhandensein von atherosklerotischen Plaques, Blutgerinnseln, Schichtung, arteriovenösen Fisteln usw.);
7) der Zustand des perivaskulären Gewebes (das Vorhandensein pathologischer Formationen, Ödemzonen, Knochenkompressionen).
Bei der Untersuchung eines Bildes einer Arterie im Farbmodus bewertet:
1) Durchgängigkeit des Gefäßes;
2) Gefäßgeometrie;
3) das Vorhandensein von Füllfehlern auf dem Farbkartogramm;
4) Vorhandensein von Turbulenzzonen;
5) die Art der Verteilung des Farbmusters.
Während einer Ultraschalluntersuchung Es werden qualitative und quantitative Parameter ausgewertet.
Qualitätsparameter;
Form der Dopplerkurve,
Das Vorhandensein eines Spektralfensters.
Quantitative Parameter:
Spitzengeschwindigkeit des systolischen Blutflusses (S);
Enddiastolische Blutflussgeschwindigkeit (D);
Zeitgemittelte maximale Blutflussgeschwindigkeit (TAMX);
Zeitgemittelte mittlere Blutflussgeschwindigkeit (Fmean, TAV);
Peripherer Widerstandsindex oder Widerstandsindex oder Pource-Lot-Index (RI). RI \u003d S - D / S;
Pulsationsindex oder Pulsationsindex oder Gosling-Index (PI). PI = S-D / Fmittel;
Spectral Broadening Index (SBI). SBI \u003d S - Fmittel / S x 100%;
Systolisch-diastolisches Verhältnis (SD).
Das Spektrogramm zeichnet sich durch viele quantitative Indikatoren aus, die meisten Forscher ziehen es jedoch vor, das Doppler-Spektrum nicht auf der Grundlage absoluter, sondern relativer Indizes zu analysieren.
Es gibt Arterien mit niedrigem und hohem peripherem Widerstand. In Arterien mit niedrigem peripherem Widerstand (innere Halsschlagader, vertebrale, gemeinsame und äußere Halsschlagader, intrakranielle Arterien) auf der Dopplerkurve bleibt die positive Richtung des Blutflusses normalerweise während des gesamten Herzzyklus bestehen und die dikrotische Welle erreicht nicht die Isolinie.
In Arterien mit hohem peripherem Widerstand (Trunk brachiocephalica, A. subclavia, Arterien der Extremitäten) ändert der Blutfluss in der normalen Phase der dikrotischen Welle die Richtung in die entgegengesetzte Richtung.
Auswertung der Form der Dopplerkurve
in den Arterien mit geringem peripherem Widerstand Auf der Pulswellenkurve stechen folgende Spitzen hervor:
1 - systolischer Höhepunkt (Zahn): entspricht der maximalen Zunahme der Blutflussgeschwindigkeit während der Exilzeit;
2 - katakrotischer Zahn: entspricht dem Beginn der Entspannungsphase;
3 - dikrotischer Zahn: charakterisiert die Schließzeit der Aortenklappe;
4 - diastolische Phase: entspricht der diastolischen Phase.
in den Arterien mit hohem Randwiderstand Auf der Kurve der Pulswelle fallen auf:
1 - systolischer Zahn: die maximale Geschwindigkeitssteigerung während der Zeit des Exils;
2 - früher diastolischer Zahn: entspricht der Phase der frühen Diastole;
3 - enddiastolische Rückkehrwelle: charakterisiert die Phase der Diastole.
Der Intima-Media-Komplex (IMC) hat eine homogene Echostruktur und Echogenität und besteht aus zwei klar voneinander abgegrenzten Schichten: einer echopositiven Intima und einer echonegativen Media. Seine Oberfläche ist flach. Die IMT-Dicke wird in der Arteria carotis communis gemessen 1–1,5 cm proximal zur Bifurkation entlang der hinteren (relativ zum Schallkopf) Wand der Arterie; in den inneren Halsschlagadern und äußeren Halsschlagadern - 1 cm distal des Bifurkationsbereichs. Bei einer diagnostischen Ultraschalluntersuchung wird die Dicke der IMT nur in der Arteria carotis communis beurteilt. Zur dynamischen Überwachung des Krankheitsverlaufs oder zur Beurteilung der Therapiewirksamkeit wird die Dicke der IMT in den A. carotis interna und externa gemessen.
Bestimmung des Grades (Prozent) der Stenose
1. Je nach Querschnittsfläche (Sa) des Gefäßes:
Sa = (A1 - A2) x 100 % /A1.
2. Je nach Gefäßdurchmesser (Sd):
Sd = (D1-D2) x 100 % / D1,
wobei A1 die wahre Querschnittsfläche des Gefäßes ist, A2 die passierbare Querschnittsfläche des Gefäßes ist, D1 der wahre Durchmesser des Gefäßes ist, D2 der passierbare Durchmesser des stenotischen Gefäßes ist.
Der Anteil der Stenose, bestimmt nach Fläche, ist aussagekräftiger, da er die Geometrie der Plaque berücksichtigt und den Anteil der Stenose im Durchmesser um 10-20% übersteigt.
Arten des Blutflusses in Arterien
1. Haupttyp des Blutflusses. Es zeigt sich, wenn keine pathologischen Veränderungen vorliegen oder wenn die Stenose der Arterie weniger als 60% im Durchmesser beträgt, die Kurve alle aufgeführten Spitzen aufweist.
Wenn die Verengung des Lumens der Arterie weniger als 30 % beträgt, werden eine normale Doppler-Wellenform und Indikatoren für die Blutflussgeschwindigkeit aufgezeichnet.
Bei arterieller Stenose von 30 bis 60 % bleibt der Phasencharakter der Kurve erhalten. Es gibt eine Erhöhung der systolischen Spitzengeschwindigkeit.
Der Wert des Verhältnisses der systolischen Blutflussgeschwindigkeit im Bereich der Stenose zur systolischen Blutflussgeschwindigkeit im prä- und poststenotischen Bereich, gleich 2-2,5, ist ein kritischer Punkt für die Unterscheidung von Stenosen bis 49 % oder mehr (Abb. 1, 2).
2. Hauptsächlich veränderte Art des Blutflusses. Registriert mit einer Stenose von 60 bis 90 % (hämodynamisch signifikant) distal der Stenosestelle. Es ist durch eine Abnahme der Fläche des spektralen "Fensters" gekennzeichnet; Abstumpfen oder Aufspalten des systolischen Peaks; Abnahme oder Fehlen eines retrograden Blutflusses in der frühen Diastole; lokale Geschwindigkeitserhöhung (2-12,5-fach) im Bereich der Stenose und unmittelbar dahinter (Abb. 3).
3. Nebenart des Blutflusses. Es wird bestimmt, wenn die Stenose mehr als 90 % (kritisch) oder Okklusion distal zur Stelle der kritischen Stenose oder Okklusion beträgt. Es ist gekennzeichnet durch ein fast vollständiges Fehlen von Unterschieden zwischen der systolischen und der diastolischen Phase, einer schlecht differenzierten Wellenform; Rundung des systolischen Peaks; Verlängerung des Anstiegs und Abfalls der Blutflussgeschwindigkeit, niedrige Blutflussparameter; das Verschwinden des umgekehrten Blutflusses während der frühen Diastole (Abb. 4).
Merkmale der Hämodynamik in den Venen
Schwankungen der Blutflussgeschwindigkeit in den Hauptvenen sind mit Atmung und Herzkontraktionen verbunden. Diese Fluktuationen nehmen zu, wenn sie sich dem rechten Vorhof nähern. Druck- und Volumenschwankungen in den herznahen Venen (venöser Puls) werden nicht-invasiv (mittels Druckaufnehmer) erfasst.
Merkmale der Untersuchung des Venensystems
Die Untersuchung des Venensystems erfolgt im B-Modus, Farb- und Spektraldopplermodus.
Untersuchung von Venen im B-Modus. Bei vollständiger Durchgängigkeit sieht das Lumen der Vene einheitlich echonegativ aus. Von den umgebenden Geweben wird das Lumen durch eine echopositive lineare Struktur abgegrenzt - die Gefäßwand. Im Gegensatz zur Arterienwand ist die Venenwand homogen aufgebaut und unterscheidet sich optisch nicht in Schichten. Die Kompression des Lumens der Vene durch den Sensor führt zu einer vollständigen Kompression des Lumens. Bei einer teilweisen oder vollständigen Thrombose wird das Lumen der Vene durch den Sensor nicht vollständig oder gar nicht komprimiert.
Bei der Durchführung von Ultraschall erfolgt die Analyse auf die gleiche Weise wie im arteriellen System. Im klinischen Alltag werden quantitative Parameter des venösen Blutflusses fast nie verwendet. Die Ausnahme ist die zerebrale venöse Hämodynamik. In Abwesenheit einer Pathologie sind die linearen Parameter des venösen Kreislaufs relativ konstant. Ihre Zunahme oder Abnahme ist ein Hinweis auf eine venöse Insuffizienz.
Bei der Untersuchung des venösen Systems werden im Gegensatz zum arteriellen System laut Ultraschalluntersuchung eine geringere Anzahl von Parametern ausgewertet:
1) die Form der Dopplerkurve (Phasenlage der Pulswelle) und ihre Synchronisation mit dem Atemvorgang;
2) systolischer Spitzenwert und zeitgemittelte mittlere Blutflussgeschwindigkeit;
3) Änderung der Art des Blutflusses (Richtung, Geschwindigkeit) während funktioneller Belastungstests.
In den herznahen Venen (obere und untere Hohlvene, Halsschlagader, Unterschlüsselbein) gibt es 5 Hauptspitzen:
A-Welle - positiv: assoziiert mit atrialer Kontraktion;
C-Welle - positiv: entspricht dem Vorstehen der atrioventrikulären Klappe in den rechten Vorhof während der isovolumetrischen Kontraktion des Ventrikels;
X-Welle - negativ: verbunden mit der Verschiebung der Ebene der Ventile nach oben während der Zeit des Exils;
V-Welle - positiv: verbunden mit einer Entspannung des rechten Ventrikels, die atrioventrikulären Klappen sind zunächst geschlossen, der Druck in den Venen steigt schnell an;
Y-Welle - negativ: Die Ventile öffnen sich und Blut gelangt in die Ventrikel, der Druck fällt ab (Abb. 5).
In den Venen der oberen und unteren Extremitäten werden auf der Dopplerkurve zwei, manchmal drei Hauptpeaks unterschieden, die der Systolenphase und der Diastolenphase entsprechen (Abb. 6).
In den meisten Fällen ist der venöse Blutfluss mit der Atmung synchronisiert, dh beim Einatmen nimmt der Blutfluss ab Ausatmen - nimmt zu, aber die mangelnde Synchronisation mit der Atmung ist kein absolutes Zeichen der Pathologie.
Bei der Ultraschalluntersuchung von Venen werden zwei Arten von Funktionstests verwendet;
1. Distaler Kompressionstest – Beurteilung der Durchgängigkeit des venösen Segments distal zum Ort des Sensors. Im Doppler-Modus wird bei Gefäßdurchgängigkeit, wenn die Muskelmasse distal zum Ort des Sensors komprimiert wird, eine kurzzeitige Erhöhung der linearen Geschwindigkeit des Blutflusses festgestellt, wenn die Kompression aufhört, die Blutflussgeschwindigkeit kehrt auf seinen ursprünglichen Wert zurück. Wenn das Lumen der Vene verschlossen ist, fehlt das evozierte Signal.
2. Proben zur Beurteilung der Löslichkeit des Herzklappenapparates (mit angehaltenem Atem). Wenn die Klappen zufriedenstellend funktionieren, kommt es als Reaktion auf den Belastungsreiz zu einer Unterbrechung des Blutflusses distal zum Ort der Klappe. Bei Klappeninsuffizienz tritt zum Zeitpunkt des Tests ein retrograder Blutfluss im Venensegment distal der Klappe auf. Die Menge des retrograden Blutflusses ist direkt proportional zum Grad der Klappeninsuffizienz.
Veränderungen der hämodynamischen Parameter bei Läsionen des Gefäßsystems
Syndrom bei Verletzung der Durchgängigkeit der Arterie in unterschiedlichem Ausmaß: Stenose und Okklusion. Entsprechend der Wirkung auf die Hämodynamik kommen die Deformitäten Stenosen nahe. Vor der Deformationszone kann eine Abnahme der linearen Geschwindigkeit des Blutflusses registriert werden und die peripheren Widerstandsindizes können erhöht werden. In der Deformationszone kommt es zu einer Erhöhung der Blutflussgeschwindigkeit, häufiger bei Biegungen oder einer multidirektionalen turbulenten Strömung - bei Schleifen. Jenseits der Deformationszone nimmt die Blutflussgeschwindigkeit zu und die peripheren Widerstandsindizes können abnehmen. Da die Deformitäten über einen langen Zeitraum gebildet werden, entwickelt sich ein adäquater Kollateralausgleich.
Syndrom des arterio-venösen Shunts. Tritt in Gegenwart von arteriovenösen Fisteln, Fehlbildungen auf. Veränderungen des Blutflusses werden im arteriellen und venösen Bett festgestellt. In den Arterien proximal der Bypass-Stelle wird eine Zunahme der linearen Geschwindigkeit des Blutflusses aufgezeichnet, sowohl systolisch als auch und diastolische, periphere Widerstandsindizes werden reduziert. An der Shuntstelle wird eine turbulente Strömung festgestellt, deren Größe von der Größe des Shunts, dem Durchmesser der adduktierenden und ableitenden Gefäße abhängt. In der ableitenden Vene wird die Blutflussgeschwindigkeit erhöht, häufig wird eine „Arterialisierung“ des venösen Blutflusses festgestellt, was sich in einer „pulsierenden“ Dopplerkurve äußert.
Syndrom der arteriellen Vasodilatation. Es führt zu einer Abnahme der peripheren Widerstandsindizes und einer Erhöhung der Blutflussgeschwindigkeit in Systole und Diastole. Es entwickelt sich mit systemischer und lokaler Hypotonie, Hyperperfusionssyndrom, "Zentralisierung" des Blutkreislaufs (Schock- und Endzustände). Im Gegensatz zum Syndrom des arterio-venösen Shunts gibt es beim Syndrom der arteriellen Vasodilatation keine charakteristischen Störungen der venösen Hämodynamik.
Daher ist die Kenntnis der strukturellen Merkmale der Wände von Blutgefäßen, ihrer Funktionen, hämodynamischen Merkmale in Arterien und Venen, Methoden und Prinzipien der Ultraschalluntersuchung von Blutgefäßen unter normalen Bedingungen eine notwendige Voraussetzung für die korrekte Interpretation hämodynamischer Parameter in Läsionen von das Gefäßsystem.
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