Zgryźliwość kojarzy mi się z radością, która źle skończyła.
ОДЕССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра биофизики, информатики и медицинской аппаратуры
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕДАЦИИ
на тему:
Измерение вязкости биологических жидкостей
для студентов медицинского университета.
Утверждено
на методическом совете кафедры
«___»_______________2010 года
Зав.кафедрой
Профессор __________ Годлевский Л.С.
Одесса 2010
1. Тема: «Определение вязкости биологических жидкостей» - 2 часа.
2. Актуальность темы, профессиональная направленность:
Усвоение данной темы, которая является частью общего раздела «Гидро- и гемодинамика», необходимо для понимания особенностей движения реальной жидкости по трубам постоянного и переменного сечений и имеет непосредственное отношение к биореологии- учению о деформациях и текучести жидкости. Профессиональная направленность данной темы заключается в сравнительном анализе различных методик определения вязкости биологических жидкостей. В практическом плане приобретаются навыки измерения вязкости биожидкости вискозиметром ВК-4, изучаются особенности работы с гемовискозиметром. Осваиваются основные приемы статистической обработки результатов медико-биологических измерений, интерпретации полученных данных (сравнение с нормой, перевод внесистемных единиц измерения в систему СИ).
3. Учебные цели занятия:
В результате изучения данной темы студенты должны
знать:
-природу вязкости, особенности ньютоновской и неньютоновской жидкостей;
-формулу Ньютона для вязкости, физический смысл градиента скорости между слоями жидкости;
-физический смысл динамической, кинематической и относительной вязкости, единицы измерения данных величин в СИ;
-что такое эффективная и кажущаяся вязкость;
-значение вязкости крови в норме, причины изменения вязкости при патологии;
-устройство, принцип действия и назначение вискозиметра ВК-4;
-рабочую формулу для подсчета вязкости по методу Гесса.
уметь
-применить формулу Пуазейля для анализа характера течения жидкости в зависимости от ее вязкости (в частности, изменение линейной и объемной скоростей течения артериальной и венозной крови, обладающей различной вязкостью)
-объяснить причину зависимости вязкости крови от температуры;
-провести сравнительную характеристику различных методов измерения вязкости биожидкости, указав основные достоинства и недостатки каждого метода, границы их применимости;
-провести непосредственные измерения величин, используемых для определения вязкости вискозиметром ВК-4;
-провести математическую обработку полученных результатов с указанием погрешностей, допущенных при определении вязкости данным методом.
4. Пути реализации целей занятия:
Для реализации целей занятия необходимы следующие базисные знания:
1. Стационарное течение жидкости. Уравнение неразрывности потока и уравнение Бернулли. Частные случаи уравнения Бернулли.
2. Линейная и объемная скорости течения жидкости.
3. Движение вязкой жидкости по трубам постоянного и переменного сечений, формула Пуазейля, гидравлическое сопротивление.
4. Движение тел в вязкой жидкости, формула Стокса.
5. Ламинарное и турбулентное течение жидкости, число Рейнольдса.
5. Задания с эталонами ответов:
Вставьте пропущенное слово:
1. Формула Пуазейля описывает течение ………жидкости.
2. Гидравлическое сопротивление ……. пропорционально вязкости крови.
3. Объемная скорость кровотока ……..пропорциональна вязкости крови.
4. Из уравнения неразрывности потока следует, что скорости течения жидкости в разных сечениях ……….пропорциональны площадям ссответствующих сечений.
5. Объемная скорость кровотока зависит от всех перечисленных величин, за исключением
А. температурыВ. вязкости кровиС. градиента давления вдоль сосуда
Д. диаметра сосуда
Е. плотности крови
6. Формула Пуазейля устанавливает зависимость между объемным расходом жидкости и
А. градиентом давления вдоль сосуда
В. скоростью ее течения
С. градиентом скорости вдоль сосудаД. плотностью жидкости
Е. давлением в центре сосуда
7. Уравнение Бернулли можно применить для объяснения принципа действия всех перечисленных устройств, за исключением
А. капельницы
В. водоструйного насоса
С. ингалятора
Д. сталагмометраЕ. медицинского шприца
8. Объемная скорость кровотока измеряется в СИ
9. Линейная скорость кровотока измеряется в СИ
А. м/сВ. м2/с
С. м3/с
Д. Ст (стокс)
Е. л/с
10. Скорость пульсовой волны, распространяющаяся в системе СКО, в среднем равна 360м/мин. Выразите значение скорости в единицах системы СИ.
11. Объемная скорость кровотока в сонной артерии в среднем равна 180 мл/мин. Выразите значение скорости в единицах системы СИ.
12. Определить, какую разность давлений необходимо создать в шприце для пропускания воды
с объемным расходом 10 см3/мин через иглу для подкожных инъекций длиной 2 см и диаметром 0,3 мм. Температура воды 20оС. Вязкость воды при данной температуре равна 1мПа*с.
13. Какой объем крови проходит через капилляр диаметром 8 мкм и длиной 0,5 мм, в течение часа, если давление на артериальном конце капилляра 4,0кПа, а на венозном 1,3 кПа?
(Указание: в заданиях 12, 13 для решения использовать формулу Пуазейля.)
Ответы: 1-реальной; 2-прямо; 3,4-обратно; 5-Е; 6-А; 7-Д; 8-С; 9-А; 10- 6 м/с; 11-3*10-6 м3/с; 12-1,7*108Па; 13-4*10-10м3.
Информацию для закрепления исходных знаний-умений можно найти в пособиях:
1. А.Н. Ремизов. Медицинская и биологическая физика, 1987,с.177-180,
2. А.Н. Ремизов. А.Н. Медицинская и биологическая физика, 1982, с. 91-95, 102-108.
3. Н.М. Ливенцев. Курс физики для медвузов,1974, с.43-53, 59-61.
4. Ю.А. Владимиров. Биофизика,1983, с.225-240.
1. Лекция «Основы биореологии и гемодинамики»
Содержание учебного материала данной темы:
Основные понятия данной темы: вязкость, ньютоновская и неньютоновская жидкости, градиенты скорости вдоль сосуда и между слоями жидкости.
Основные физические явления и процессы: внутреннее трение (вязкость).
Основные формулы и законы: формулы Пуазейля, Ньютона для вязкости, формула кинематической вязкости, закон Стокса.
Основные физические величины: линейная и объемная скорости кровотока, плотность, коэффициенты динамической и кинематической вязкостей, относительная, кажущаяся, эффективная вязкость, сила внутреннего трения.
Основные методики медико-биологических исследований: вискозиметрия.
Основные медицинские приборы: капиллярные вискозиметры Гесса (ВК-4), Оствальда, ротационный вискозиметр, вискозиметр Стокса.
8. Задания для самостоятельной подготовки студентов:
8.1. .Задания для самостоятельного изучения материала темы:
1. Внутреннее трение, его природа.
2. . Формула Ньютона. Динамическая вязкость, единицы ее измерения. Ньютоновские и неньютоновские жидкости.
3. .Значение определения вязкости крови в диагностике.
4. Сравнительная характеристика методов определения вязкости. Особенности гемовискозиметрии
5. Устройство и принцип действия вискозиметра ВК-4.
6. Рабочая формула, порядок работы с клиническим вискозиметром ВК-4.
7. Обработка результатов прямых и косвенных измерений.
8.2. Основная литература:
2. А.Н. Ремизов. Медицинская и биологическая физика, 1987,с.169-170, 175-177.
3. А.Н. Ремизов. Медицинская и биологическая физика, 1982, с.95-96, 100-102.
4. Ю.А. Владимиров. Биофизика, 1983, с.238-240.
5. И.А. Эссаулова. Руководство к лабораторным работам по медицинской и биологической физике. 1987. С. 98-102.
6. Лекция «Основы биореологии и гемодинамики»
8.3. Дополнительная литература:
1. Н.М. Ливенцев. Курс физики для медвузов,1974, с.43-53, 59-61.
2. Н.И. Губанов. Медицинская биофизика, 1978, с. 275-282.
8.4 Ориентировочная карта действия - инструкция к лабораторной работе
«Определение вязкости жидкости вискозиметром ВК-4»
Цель занятия: Освоить клинический метод измерения коэффициента вязкости биологических жидкостей.
Применение в медицине: Медицинский вискозиметр ВК-4 используется в клинической практике для определения вязкости крови в диагностических целях. Достоинство данного типа вискозиметра в том, что при работе с ним необходимо ничтожное количество крови.
Принцип действия основан на том, что скорости продвижения жидкостей в капиллярах с одинаковыми сечениями при равных температурах и давлениях зависят от вязкости этих жидкостей. Из формулы Пуазейля следует, что объемы жидкостей, протекающих за равные промежутки времени по одинаковым капиллярам, обратно пропорциональны вязкостям этих жидкостей.
Устройство вискозиметра: Вискозиметр ВК-4 состоит из двух одинаково проградуированных пипеток 1 и 2, внутри которых проходят капилляры строго одинаковых размеров
Пипетка 2 снабжена краном 3, перекрывающим ток воды, находящейся в ней, и дающим возможность ввести в пипетку 1 порцию крови, не нарушая уровня набранной воды. Обе пипетки резиновыми трубками соединены с тройником, сообщающимся с помощью резиновой трубки 4 с сосудом 5, внутри которого создается разрежение.
Приборы и принадлежности:
...