Гемодинамика – сердца и сосудов, физиология, нарушения при патологии, типы, показатели
Гемодинамика (от латинского слова - Haemodynamica и греческого слова - Haima - кровь и dynamikos - сильный) представляет раздел биологической и клинической науки, которая изучает механизмы движения крови по органам сердечно-сосудистой системе (гемодинамика сердца или кардиогемодинамика); часть гидродинамики - раздела биофизики, которая изучает особенности движение биологических жидкостей. Следует добавить ,что согласно законам гидродинамики количество жидкости (Q), которая проходит через любую трубку, прямо пропорциональна разности давлений в начале (Р1) и в конце (Р2) трубки и обратно пропорциональна сопротивлению (R) току жидкости. Нарушение гемодинамики происходят в организме при множестве патологий сердца и сосудов.
Для оценки функции кровообращения используется множество показателей гемодинамики.
Движущей силой кровотока и гемодинамики в целом является разница давлений между различными отделами сосудистого русла, а именно: кровь течет от участка высокого давления к участку низкого давления.
Важный показатель гемодинамики - градиент давления является источником силы, которой следует преодолеть гидродинамическое сопротивление. Градиент давления широко варьирует как во времени, так и в различных отделах сосудистого русла и зависит от архитектуры этого русла (например, длины, числа, диаметра и степени ветвления сосудов в той или иной области) и вязкости крови. Все факторы, которые влияют на кровоток, можно выразить в уравнении, подобном закону Ома.
Из этого уравнения следует, что объемная скорость кровотока (другой важный параметр гемодинамики) V в любом отделе кровеносного русла равна отношению разности среднего давления в артериальной и венозной частях этого отдела (или в любых других частях) к гидродинамическому сопротивлению R этого отдела. Следующий важный показатель гемодинамики - объемная скорость кровотока V отражает кровоснабжение того или иного органа. Объемная скорость кровотока V равна объему крови, протекающей через поперечное сечение сосудов, и измеряется в мл/с. Объемную скорость кровотока V можно вычислить по линейной скорости кровотока (v) через поперечное сечение сосуда и площадь этого сечения (S = πr2): V = v S. Согласно закону неразрывности струи объемная скорость тока жидкости в системе из трубок разного диаметра (то есть системы, подобной кровеносной) постоянна и зависит от площади поперечного сечения трубки. Итак, для двух последовательных сегментов справедливо равенство:
V = va - Sa = vб - Sб.
Таким образом, следует отметить, то если через последовательно соединенные трубки протекает жидкость с постоянной скоростью, линейная скорость движения жидкости в каждой трубке обратно пропорциональна площади ее поперечного сечения.
Важные показатели гемодинамики - давление в кровеносной системе (венозное и артериальное) равно соотношению силы, с которой кровь действует на стенки сосудов, к площади этих стенок. Поскольку в клинике артериальное давление измеряется с помощью ртутных манометров, его обычно выражают в миллиметрах ртутного столба, хотя иногда значение приводят в сантиметрах водяного столба (1 мм рт. ст. ≈ 13,6 мм вод. ст. ≈ 133 Па; 10 мм вод. ст. ≈ 98 Па).
Гидродинамическое сопротивление R нельзя измерить непосредственно, однако его можно вычислить, зная разницу давлений в двух отделах сосудистой системы и объемную скорость. Важный показатель гемодинамики - гидродинамическое сопротивление обусловлено внутренним трением между слоями жидкости, а также между жидкостью и стенками сосуда. Гидродинамическое сопротивление зависит от размеров сосуда, а также от вязкости и типа тока жидкости. Если жидкость течет, сталкивается с неподвижной поверхностью (например, при движении в трубке), то слои такой жидкости перемещаются с различными скоростями, в результате чего между этими слоями возникает напряжение сдвига: более быстрый слой стремится вытянуться в продольном направлении, а более медленный как бы задерживает его. Показателем, отражающим это внутреннее сопротивление жидкости, служит ее вязкость (η).
Показатель гемодинамики - объем крови, протекающей за 1 минуту через полые вены или аорту и через легочные вены или легочную артерию, одинаков.
В гемодинамическом плане отток крови от сердца соответствует ее притоку. Итак, объем крови, протекающей за 1 минуту через всю артериальную и венозную систему большого и малого круга кровообращения, одинаков. При постоянном объеме крови, протекающей через любое общее сечение сосудистой системы, линейная скорость кровотока не может быть одинаковой. Линейная скорость кровотока зависит от общей ширины этого отдела сосудистого русла.
В кровеносной системе узким местом является аорта. При разветвлении артерий, несмотря на то, что каждое ответвление сосуда узкое чем то, от которого отходит, суммарно русло увеличивается, поскольку просвет артериальных ответвлений крупнее просвета артерии, которая разветвилась.
Наибольшее расширение сосудистого русла отмечается в капиллярной сети: сумма просветов всех капилляров примерно в 500-600 раз больше просвета аорты. В соответствии с этим положением кровь в капиллярах движется в 500-600 раз медленнее, чем в аорте. В венах линейная скорость кровотока снова повышается, так как при слиянии вен суммарный просвет кровеносного русла сужается. В каудальной и краниальной полых венах линейная скорость кровотока достигает приблизительно половины скорости в аорте.
Типы гемодинамики
- Гиперкинетический тип гемодинамики - общее периферическое сосудистое сопротивление менее 2500 динсм*с и сердечный индекс свыше 4,2 л/мин/м2.
- Эукинетический тип гемодинамики – сердечный индекс - 2,5-4,2 л/мин/м2 и общее периферическое сосудистое сопротивление в пределах 1500-2000 дин*см 5 ·с'.
- Гипокинетический тип гемодинамики - снижение сердечного индекса менее 2,0 л/мин/м2 на фоне повышения общего периферического сосудистого сопротивления, величина которого может достигать 5000 дин*см 5 с при артериальной гипертензии.
В связи с тем, что сердце выбрасывает кровь отдельными порциями, кровоток в артериях имеет пульсирующий характер, поэтому объемная и линейная скорость кровотока постоянно меняются, что соответствует нормальной гемодинамике сердца: они максимальны в легочной артерии и аорте в момент систолы желудочков и снижаются в диастолу. В капиллярах и венах кровоток постоянен, то есть линейная скорость его постоянна. На преобразование пульсирующего кровотока в постоянный влияют свойства артериальной стенки. Нарушение гемодинамики встречается при многих патологических состояниях, поэтому данный параметр должен оцениваться клиницистами в своей повседневной практике. Гемодинамика сердца или кардиогемодинамика достаточно точно оценивается методами эхокардиографии.
^Наверх