Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Каро К. -> "Механика кровообращения" -> 133

Механика кровообращения - Каро К.

Каро К., Педли Т., Шротер Р., Сид У. Механика кровообращения — М.: Мир, 1978. — 624 c.
Скачать (прямая ссылка): mehanikakrovoobrasheniya1978.djvu
Предыдущая << 1 .. 127 128 129 130 131 132 < 133 > 134 135 136 137 138 139 .. 258 >> Следующая

Распространение волиы давления. Этот недостаток модели упругого резервуара вытекает из предположения, что все артерии растягиваются одновременно. Как мы уже выяснили (рис. 12.19), в периферических артериях максимум давления достигается позже, чем в аорте, и пульсовое колебание давления распространяется по сосудам в виде волны. Когда сердце изгоняет кровь в начальный участок аорты, давление здесь повышается, стенка этого участка растягивается и напряжение в ней возрастает. По мере снижения скорости изгнания крови давление в аорте начинает падать и растянутая стенка возвращается к равновесному положению. Кровь по инерции продолжает двигаться вперед и после того, как обусловивший ее движение градиент давления уменьшился. Последнее приводит к тому, что стенка наиболее близкого к сердцу участка аорты «проскакивает» равновесное положение и начинается ее колебательное движение. В это же самое время стенка следующего участка аорты оказывается растянутой. А так как и этот участок вследствие упругих свойств стремится вернуться в исходное состояние, вытесняемая из него кровь растягивает соседний участок стенки, который затем тоже возвращается назад благодаря упругости и так далее. Таким образом, по артериальной системе распространяется возмущение в виде волны давления. Этот процесс подобен распространению волны в натянутой струне, описанному в гл. 8 (разд. 8.2). Между возвращающей силой, обеспечиваемой упругостью стенки артерий, и гидродинамическими силами, обусловленными инерцией крови, существует равновесие; незначи*
тельный вклад в процесс вносит и инерция самой стенки. Как и волны, о которых говорилось в гл. 8, волна давления в артериях может распространяться в любом из двух направлений. Однако в артериальной системе большого круга волна давления зарождается в сердце и перемещается от него в дистальном направлении; правда, как мы узнаем дальше, на нее накладываются компоненты, отраженные от периферических сосудов.
Обусловленные волной давления радиальные движения стенки сосуда могут также вызывать некоторые ее продольные перемещения, поскольку она подвергается продольному растяжению или сжатию, но такие перемещения имеют второстепенное значение и их влияние на распространение волны пренебрежимо мало. Кроме того, можно представить себе волны совсем другого рода, когда колебательные перемещения стенки исходно являются продольными и благодаря вязкости вызывают продольные движения жидкости в пограничном слое, преодолевая ее инерцию. Однако физиологические доказательства существования таких волн отсутствуют, и, по-видимому, они не оказывают существенного влияния на регистрируемые величины давления и скорости крови ’). Подробнее волны такого рода будут рассмотрены в разд. 12.7.
Скорость волны. В гл. 8 мы установили, что скорость распространения волны с в натянутой струне определяется возвращающей силой (натяжением струны F) и инерцией (массой на единицу длины, М) и равна
c = ^/JfK (12.7)
Следовательно, при одном и том же натяжении чем больше масса струны, тем меньше скорость распространяющейся по ней волны, и наоборот. Если струну натянуть сильнее, то возвращающая сила увеличится и скорость возрастет. Подобным же образом возвращающая сила и инерция определяют скорость распространения волн давления в кровеносных сосудах. Инерция обусловлена массой крови (и стенки сосуда) и может быть охарактеризована плотностью крови р. Возвращающая сила обязана своим происхождением упругости стенки сосуда; если растяжимость ее велика, скорость волны низкая, и наоборот, если стенка жесткая, скорость высокая. В гл. 7 мы говорили о том, что самой прямой мерой жесткости стенки сосуда является величина, которая была определена как растяжимость D. Эта величина представляет собой меру относительного увеличения площади поперечного сечения
•) В принципе возможно существование еще одного типа волн в артериях, а именно крутильных упругих волн, бегущих по стенке и возникающих благодаря тому, что на нее вблизи сердца могут действовать периодические крутящие моменты (из за некоторых движений сердца и вторичных течений в дуге аорты 'j — Прим ред
(ДА/А) участка артерии неизменной длины, вызываемого небольшим повышением давления А/зИзб, т. е.
• д?г- (>2-8>
Далее можно вновь обратиться к тем опирающимся на анализ размерностей рассуждениям, которые в гл. 8 привели к уравнению вида (12.7), и показать, что скорость распространения волн давления в кровеносных сосудах пропорциональна (pD)~1/2. Подробный математический анализ показывает, что для упрощенной модели артерии это действительно так и что коэффициент пропорциональности, как и в уравнении (12.7), равен единице, а потому
с — (pD)-1/2. (12.9)
Когда D уменьшается, с увеличивается, и наоборот, т. е., как и следовало ожидать, по более жесткой артерии волны распространяются быстрее.
Рассуждения, которые приводят к формуле (12.9), опираются на два основных принципа — закон сохранения массы и второй закон Ньютона (сила = масса X ускорение). Эти принципы применены для описания движения жидкости в бесконечно длинной растяжимой трубке, диаметр которой не изменяется, пока к ней не прикладываются возмущения, подобные пульсовому колебанию давления. Такая трубка уже представляет собой очень сильно упрощенную модель артерии. Но чтобы вывести уравнение (12.9), необходимо сделать еще два упрощающих предположения: 1) вязкость крови не влияет на ее движение и 2) амплитуда возмущения, т. е. пульсового колебания давления, достаточно мала, и потому соотношения, описывающие упругие свойства стенки трубки и движение жидкости, линейны. Проверим, обоснованны ли эти предположения.
Предыдущая << 1 .. 127 128 129 130 131 132 < 133 > 134 135 136 137 138 139 .. 258 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed