Zgryźliwość kojarzy mi się z radością, która źle skończyła.
ОДЕССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра биофизики, информатики и медицинской аппаратуры
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕДАЦИИ
на тему:
«Основы биореологии и гемодинамики»
для студентов 1 курса медицинского университета.
Утверждено
на методическом совете кафедры
«___»_______________2010 года
Зав.кафедрой
Профессор __________ Годлевский Л.С.
Одесса 2010
Тема: «Основы биореологии и гемодинамики» -2часа.
1. Актуальность темы, профессиональная направленность:
Данная тема является составляющей раздела «Механические свойства биологических тканей» и в таком аспекте актуальность ее изучения связана с такими разделами и направлениями медицины, для которых важно иметь представления о пассивных механических свойствах биологических тканей и жидкостей, в частности кровеносных сосудов и крови. К таким разделам относятся: космическая и спортивная медицина, санитарно-гигиеническая практика, протезирование при замене естественных органов и тканей искусственными, гематология, кардиология.
2. Учебные цели занятия:
В результате данного занятия студенты должны:
знать:
-механические свойства крови;
-определение линейной и объемной скоростей кровотока, связь между ними;
-уравнения неразрывности потока и Бернулли, границы применимости данных уравнений;
-формулу Пуазейля и гидравлического сопротивления;
-особенности ламинарного и турбулентного течений жидкости, физический смысл числа Рейнольдса;
-физические основы распространения пульсовой волны; причины изменения скорости пульсовой волны с возрастом и при патологии;
-роль сердца в системе кровообращения;
-физические основы клинического метода измерения давления крови, методов векторсфигмографии, велоситометрии, ультразвукового и электромагнитного методов определения скорости кровотока,
-принципы действия сфигмоманометра, сфигмотонометра, флоуметра, аппарата искусственного кровообращения (АИК).
уметь:
-применять уравнения Бернулли и неразрывности потока, формулу Пуазейля для анализа изменения линейной и объемной скоростей кровотока, давления по мере разветвления системы кровообращения;
-применять уравнения Бернулли и неразрывности потока для объяснения принципа действия простейших медицинских приборов: шприца, ингалятора, пульверизатора, водоструйного насоса;
-рассчитать общее гидравлическое сопротивление при последовательном и параллельном соединении сосудов;
уметь применить формулу Пуазейля для объяснения влияния размеров катетера, вязкости и температуры вводимого внутривенно препарата на скорость инфузии и гемотрансфузии;
-рассчитать работу левого и правого желудочков сердца, мощность и эффективность работы сердца;
-определить характер течения жидкости, зная критическое число Рейнольдса;
-применить закон Стокса для анализа скорости оседания эритроцитов (СОЭ)
3. Пути реализации целей занятия:
Для реализации целей занятия студенту необходимы базисные знания:
1. Давление, физический смысл, единицы измерения в СИ, связь с внесистемными единицами.
2. Гидростатическое, гидродинамическое и статическое давления.
3. Закон Архимеда.
4. Особенности молекулярного строения жидкостей, модель идеальной жидкости.
5. Линии тока, понятие о стационарном, ламинарном и турбулентном течении жидкости.
6. Понятие градиента физической величины (градиент скорости кровотока, статического и динамического давлений в различных сосудах системы кровообращения).
4. Задания с эталонами ответов (для самопроверки студентами исходного уровня знаний)
5. Информацию для закрепления исходных знаний-умений можно найти в пособиях:
1. Ремизов А.Н. Медицинская и биологическая физика, 1987,с.177-180,
2. Ремизов А.Н. Медицинская и биологическая физика,
3. Ливенцев Н.М. Курс физики для медвузов,1974, с.43-53, 59-61.
4. Ландсберг Г. С. Элементарный учебник физики, 1971, т.1, с..314-318, 343-347.
6. Содержание учебного материала данной темы:
Основные понятия данной темы: идеальная и реальная жидкости, стационарное, ламинарное, турбулентное течения; вязкость, градиенты скорости и давления.
Основные физические явления и процессы: внутреннее трение (вязкость), деформация, механические волны, эффект Доплера, эффект Холла
Основные формулы и законы: формулы Пуазейля, кинематической вязкости, критической скорости, скорости пульсовой волны; уравнения непрерывности потока, уравнение Бернулли, закон Стокса.
Основные физические величины: линейная и объемная скорости кровотока, скорость и давление пульсовой волны, гидростатическое, динамическое, статическое давления, плотность, коэффициенты динамической и кинематической вязкостей, число Рейнольдса.
Основные методики медико-биологических исследований: ультразвуковая и электромагнитная расходометрия, велоситометрия, векторсфигмография.
Основные медицинские приборы: сфигмоманометр, сфигмотонометр, флоуметр, аппарат Короткова для измерения кровяного давления.
Задания для самостоятельной подготовки студентов:
8.1.Задания для самостоятельного изучения материала темы.
1. Механические свойства крови.
2. Стационарное течение жидкости. Уравнение неразрывности потока и уравнение Бернулли. Частные случаи уравнения Бернулли.
3. Линейная и объемная скорости течения жидкости.
4. Движение вязкой жидкости по трубам постоянного и переменного сечений, формула Пуазейля, гидравлическое сопротивление.
5. Движение тел в вязкой жидкости, формула Стокса.
6. Ламинарное и турбулентное течение жидкости, число Рейнольдса.
7. Пульсовые волны, особенности их распространения.
8. Работа и мощность сердца.
9. Методы измерения давления крови и скорости кровотока.
8.2. Основная литература:
1. Ремизов А.Н. Медицинская и биологическая физика, 1987,с.177-180,
2. Ремизов А.Н. Медицинская и биологическая физика,
3. Владимиров Ю.А. Биофизика, 1983, с.225-240.
4. Костюк П.Г. Биофизика, 1988, с. 293-294.
5. Лекция «Основы биореологии и гемодинамики»
8.3. Дополнительная литература:
1. Ливенцев Н.М. Курс физики для медвузов,1974, с.43-53, 59-61.
2. Губанов Н.И. Медицинская биофизика, 1978, с. 251-256.
3. Дж. Б. Мэрион. Общая физика с биологическими примерами. 1986, с. 166-175.
8.3. Ориентировочная карта действия.
Основные задания
Указания
Ответы студентов
Как изменится объемная скорость кровотока и статическое давление в сосуде при образовании атеросклеротической бляшки на стенке сосуда?
Используйте для анализа процесса уравнение Бернулли и формулу Пуазейля.
Как изменится объемная скорость кровотока и статическое давление в сосуде при резком сужении сосуда (например при стенокардии)?
Используйте для анализа процесса уравнение Бернулли и формулу Пуазейля.
Как изменяется объемная скорость кровотока при увеличении вязкости крови?
Проанализируйте формулу Пуазейля.
Как изменяется нагрузка на сердце при смене ламинарного течения крови на турбулентное?
Используйте закон сохранения энергии и формулу механической работы сердца.
Какое физическое явление лежит в основе ультразвукового метода определения скорости кровотока?
Рассмотрите процесс отражения ультразвуковой волны от движущихся эритроцитов.
Какое физическое явление лежит в основе электромагнитного метода определения скорости кровотока?
Рассмотрите действие магнитного поля на движущиеся заряды
Какое физическое явление лежит в основе клинического метода измерения кровяного давления?
Проанализируйте процесс перехода ламинарного течения в турбулентное и наоборот.
Сопоставьте значения систолического, диастолического и пульсового давлений с величиной среднего кровяного давления?
Пранализируйте график изменения давления крови при переходе от крупных сосудов к артериолам и капиллярам, используйте формулу Пуазейля.
Какой участок сосудистого русла обладает наибольшим гидравлическим сопротивлением?
Примените формулы Пуазейля и гидравлического сопротивления.