Dodatnie ciśnienie końcowo-wydechowe (peep). Skąd się bierze nadciśnienie? Sprawdź nerki i lecz chrapanie Nowoczesne badania nad efektem Casimira

LABORATORIUM #2

Temat: „POMIAR CIŚNIENIA KRWI”

BRAMKA. Zbadanie biofizycznego mechanizmu powstawania ciśnienia krwi, a także biofizycznych właściwości naczyń krwionośnych. Poznaj podstawy teoretyczne metody pośredniego pomiaru ciśnienia krwi. Opanuj metodę N.S. Korotkowa do pomiaru ciśnienia krwi.

INSTRUMENTY I AKCESORIA. Sfigmomanometr,

fonendoskop.

TEMAT PLAN STUDIÓW

1. Ciśnienie (definicja, jednostki miary).

2. Równanie Bernoulliego, jego zastosowanie w odniesieniu do ruchu krwi.

3. Podstawowe właściwości biofizyczne naczyń krwionośnych.

4. Zmiana ciśnienia krwi wzdłuż łożyska naczyniowego.

5. Opór hydrauliczny naczyń.

6. Metoda oznaczania ciśnienia krwi metodą Korotkowa.

KRÓTKA TEORIA

Ciśnienie P jest wartością liczbową równą stosunkowi siły F działającej prostopadle do powierzchni do pola powierzchni S tej powierzchni:

PS F

Jednostką ciśnienia w układzie SI jest paskal (Pa), jednostki nieukładowe: milimetr słupa rtęci (1 mm Hg = 133 Pa), centymetr słupa wody, atmosfera, bar itp.

Działanie krwi na ścianki naczynia (stosunek siły działającej prostopadle do powierzchni jednostkowej naczynia) nazywa się ciśnieniem tętniczym. W pracy serca występują dwa główne cykle: skurcz (skurcz mięśnia sercowego) i rozkurcz (jego rozluźnienie), dlatego odnotowuje się ciśnienie skurczowe i rozkurczowe.

Gdy mięsień sercowy się kurczy, objętość krwi równa 6570 ml, zwana objętością wyrzutową, jest wtłaczana do aorty, już wypełnionej krwią pod odpowiednim ciśnieniem. Dodatkowa objętość krwi wpływającej do aorty działa na ściany naczynia, tworząc ciśnienie skurczowe.

Fala podwyższonego ciśnienia jest przenoszona na obwód ścian naczyń tętniczych i tętniczek w postaci fali sprężystej. Ta fala ciśnienia

nazywana falą tętna. Szybkość jej rozprzestrzeniania się zależy od elastyczności ścian naczyń i wynosi 6-8 m/s.

Ilość krwi przepływającej przez przekrój poprzeczny przekroju układu naczyniowego w jednostce czasu nazywana jest objętościowym natężeniem przepływu krwi (l/min).

Wartość ta zależy od różnicy ciśnień na początku i końcu odcinka oraz jego oporów na przepływ krwi.

Opór hydrauliczny naczyń określa wzór

r 8 , r 4

gdzie jest lepkość cieczy, jest długością naczynia;

r jest promieniem naczynia.

Jeśli pole przekroju poprzecznego zmienia się w naczyniu, wówczas całkowity opór hydrauliczny znajduje się analogicznie do szeregowego połączenia rezystorów:

R=R1 +R2 +…Rn ,

gdzie Rn jest oporem hydraulicznym przekroju naczynia o promieniu r i długości.

Jeśli naczynie rozgałęzia się na n naczyń o oporze hydraulicznym Rn, to całkowity opór znajduje się analogicznie do równoległego połączenia rezystorów:

Opór R rozgałęzionego układu naczyniowego będzie mniejszy niż najmniejszy z oporów naczyniowych.

na ryc. 1 przedstawia wykres zmian ciśnienia krwi w głównych odcinkach układu naczyniowego krążenia ogólnoustrojowego.

Ryż. 1. gdzie P0 to ciśnienie atmosferyczne.

Ciśnienie powyżej ciśnienia atmosferycznego uważa się za dodatnie. Ciśnienie mniejsze niż ciśnienie atmosferyczne jest ujemne.

Zgodnie z wykresem na rys. 1, możemy stwierdzić, że maksymalny spadek ciśnienia obserwuje się w tętniczkach, aw żyle ciśnienie jest ujemne.

Pomiar ciśnienia krwi odgrywa ważną rolę w diagnostyce wielu chorób. Skurczowe i rozkurczowe ciśnienie tętnicze można mierzyć bezpośrednio za pomocą igły podłączonej do ciśnieniomierza (metoda bezpośrednia lub krwi). Jednak w medycynie metoda pośrednia (bezkrwawa) zaproponowana przez N.S. Korotkow. Składa się z następujących elementów.

Napełniany powietrzem mankiet jest umieszczony wokół ramienia między ramieniem a łokciem. Początkowo nadciśnienie powietrza w mankiecie powyżej atmosferycznego jest równe 0, mankiet nie uciska tkanek miękkich i tętnicy. Gdy powietrze jest pompowane do mankietu, ten ostatni ściska tętnicę ramienną i zatrzymuje przepływ krwi.

Ciśnienie powietrza wewnątrz mankietu, składającego się z elastycznych ścianek, jest w przybliżeniu równe ciśnieniu w tkankach miękkich i tętnicach. Jest to podstawowa fizyczna idea bezkrwawej metody pomiaru ciśnienia. Uwolnij powietrze, zmniejsz ciśnienie w mankiecie i tkankach miękkich.

Kiedy ciśnienie zrówna się z ciśnieniem skurczowym, krew będzie mogła przebić się przez bardzo mały odcinek tętnicy z dużą prędkością - podczas gdy przepływ będzie turbulentny.

Charakterystyczne dźwięki i odgłosy towarzyszące temu procesowi są nasłuchiwane przez lekarza. W momencie odsłuchu pierwszych tonów rejestrowane jest ciśnienie (skurczowe). Kontynuując zmniejszanie ciśnienia w mankiecie, można przywrócić laminarny przepływ krwi. Szumy ustają, w momencie ich ustania rejestrowane jest ciśnienie rozkurczowe. Do pomiaru ciśnienia krwi stosuje się urządzenie - sfigmomanometr, składający się z gruszki, mankietu, manometru i fonendoskopu.

PYTANIA DO SAMODZIELNEGO SPRAWDZENIA

1. Co nazywa się presją?

2. W jakich jednostkach mierzy się ciśnienie?

3. Jakie ciśnienie jest uważane za pozytywne, a co za negatywne?

4. Sformułuj regułę Bernoulliego.

5. W jakich warunkach obserwuje się laminarny przepływ płynu?

6. Jaka jest różnica między przepływem turbulentnym a przepływem laminarnym? W jakich warunkach obserwuje się turbulentny przepływ płynu?

7. Zapisz wzór na opór hydrauliczny naczyń.

9. Co to jest skurczowe ciśnienie krwi? Ile wynosi u zdrowej osoby w stanie spoczynku?

10. Co nazywa się rozkurczowym ciśnieniem krwi? Co to jest równe w naczyniach?

11. Co to jest fala tętna?

12. W której części układu sercowo-naczyniowego występuje największy spadek ciśnienia? Z czego to wynika?

13. Jakie jest ciśnienie w naczyniach żylnych, dużych żyłach?

14. Jakie urządzenie służy do pomiaru ciśnienia krwi?

15. Jakie są elementy tego urządzenia?

16. Co powoduje pojawienie się dźwięków podczas określania ciśnienia krwi?

17. W którym momencie odczyt urządzenia odpowiada skurczowemu ciśnieniu krwi? W którym momencie występuje rozkurczowe ciśnienie krwi?

PLAN PRACY

Podsekwencja			Jak wykonać zadanie.
akcja
1. Sprawdź			Wytworzone ciśnienie nie powinno zmienić się w ciągu 3
szczelność.
	Definiować		1. Wykonaj pomiary 3 razy, wprowadź odczyty
skurczowe			tabela (patrz poniżej).
rozkurczowy	nacisk		2. Załóż mankiet na nagie ramię, znajdź
prawą i lewą rękę			na łokciu zagnij pulsującą tętnicę i
metoda N.S. Korotkow			ustawić nad nim (bez mocnego naciskania)
			fonendoskop. Zwiększ ciśnienie w mankiecie, a następnie
			poprzez lekkie otwarcie zaworu śrubowego uwalniane jest powietrze, które
			prowadzi do stopniowego spadku ciśnienia w mankiecie.
			Przy pewnym ciśnieniu słychać pierwsze słabe dźwięki
			krótkie tony. W tej chwili naprawione
			ciśnienie skurczowe. Z dalej
			spadek ciśnienia w mankiecie, dźwięki stają się głośniejsze,
			wreszcie nagle stłumione lub znikają. Nacisk
			powietrze w mankiecie w tym momencie przyjmuje się jako
			rozkurczowy.
			3. Czas, w którym wykonywany jest pomiar
			ciśnienie wg N.S. Korotkowa, nie powinien trwać dłużej niż 1
	Definicja		1. Zrób 10 przysiadów.

skurczowe							2. Zmierz ciśnienie krwi na lewym ramieniu.
rozkurczowy			nacisk				3. Zapisz odczyty w tabeli.
krew metodą Korotkowa
po ćwiczeniach.
			Definicja				Powtórz pomiary po 1, 2 i 3 minutach. po
skurczowe						aktywność fizyczna.
rozkurczowy			nacisk				1. Zmierz ciśnienie krwi na lewym ramieniu.
krew w spoczynku.							2. Zapisz odczyty w tabeli.
	Norma (mm Hg)							Po załadowaniu		Po odpoczynku
	Siostro. nacisk				diast. nacisk
			Dekoracje				1. Porównaj swoje wyniki z normalnymi
Praca laboratoryjna.						ciśnienie krwi.
							2. Wyciągnij wnioski na temat stanu układu sercowo-naczyniowego

Analogia

Zjawisko podobne do efektu Kazimierza zaobserwowali już w XVIII wieku francuscy żeglarze. Kiedy dwa statki, kołyszące się na boki w warunkach silnego morza, ale słabych wiatrów, znajdowały się w odległości około 40 metrów lub mniejszej, w wyniku interferencji fal w przestrzeni między statkami fale ustały. Spokojne morze między statkami powodowało mniejsze ciśnienie niż fale z zewnętrznych boków statków. W rezultacie powstała siła, która starała się odepchnąć statki na boki. Jako środek zaradczy, podręcznik żeglugowy z początku XIX wieku zalecał, aby oba statki wysłały łódź ratunkową z 10-20 marynarzami, aby rozdzielić statki. Z powodu tego efektu (między innymi) dziś w oceanie powstają wyspy śmieci.

Historia odkrycia

pracował dla Hendrika Kazimierza Laboratoria badawcze Philipsa w Holandii badają roztwory koloidalne - lepkie substancje, które mają w swoim składzie mikronowe cząstki. Jeden z jego kolegów, Theo Overbeck ( Theo Overbeeka), stwierdził, że zachowanie roztworów koloidalnych nie do końca zgadza się z istniejącą teorią i poprosił Kazimierza o zbadanie tego problemu. Casimir szybko doszedł do wniosku, że odchylenia od przewidywanego przez teorię zachowania można wyjaśnić, biorąc pod uwagę wpływ fluktuacji próżni na oddziaływania międzycząsteczkowe. To doprowadziło go do pytania, jaki wpływ mogą mieć fluktuacje próżni na dwie równoległe powierzchnie zwierciadeł i doprowadziło do słynnej prognozy o istnieniu siły przyciągania między tymi ostatnimi.

Eksperymentalne odkrycie

Współczesne badania nad efektem Casimira

• Efekt Casimira dla dielektryków
• Efekt Casimira w temperaturze niezerowej
• związek efektu Casimira z innymi efektami lub działami fizyki (związek z optyką geometryczną, dekoherencją, fizyką polimerów)
• dynamiczny efekt Casimira
• uwzględnienie efektu Casimira w rozwoju wysokoczułych urządzeń MEMS.

Aplikacja

Do 2018 roku rosyjsko-niemiecka grupa fizyków (VM Mostepanenko, GL Klimchitskaya, VM Petrov i grupa kierowana przez Theo Tschudi z Darmstadt) opracowała teoretyczny i eksperymentalny schemat miniaturowego kwantowego przerywacz optyczny dla wiązek laserowych opartych na efekcie Casimira, w którym siła Casimira jest równoważona przez ciśnienie światła.

w kulturze

Efekt Casimira jest szczegółowo opisany w książce science fiction Arthura Clarke'a The Light of Other Days , gdzie jest używany do tworzenia dwóch sparowanych tuneli czasoprzestrzennych w czasoprzestrzeni i przesyłania przez nie informacji.

Notatki

1. Barash Yu.S., Ginzburg V.L. Fluktuacje elektromagnetyczne w materii i siły molekularne (van der Waalsa) między ciałami // UFN, t. 116, s. 5-40 (1975)
2. Kazimierz H.B.G. O przyciąganiu między dwiema doskonale przewodzącymi płytami (angielski) // Proceedings of the Koninklijke Nederlandse Akademie van Wetenschappen: Journal. - 1948. - Cz. 51 . - str. 793-795.
3. Sparnaay, M.J. Siły przyciągania między płaskimi płytami // Natura. - 1957. - Cz. 180, nr. 4581 . - str. 334-335. - DOI: 10.1038/180334b0. - Bibcode: 1957Natur.180..334S.
4. Sparnay, M. Pomiary sił przyciągania między płaskimi płytami (angielski) // Physica: journal. - 1958. - Cz. 24, nie. 6-10 . - str. 751-764. -

Dodatnie ciśnienie końcowo-wydechowe (PEEP, PEEP) i ciągłe dodatnie ciśnienie w drogach oddechowych (CPAP, CPAP).
Metody PEEP (PEEP) i CPAP (CPAP) od dawna i mocno wpisały się w praktykę wentylacji mechanicznej. Bez nich nie można sobie wyobrazić skutecznego wspomagania oddychania ciężko chorych (13, 15, 54, 109, 151).

Większość lekarzy bez zastanowienia automatycznie włącza regulator PEEP na aparacie oddechowym od samego początku wentylacji mechanicznej. Trzeba jednak pamiętać, że PEEP to nie tylko potężna broń lekarza w walce z ciężką patologią płuc. Bezmyślne, chaotyczne, „na oko” zastosowanie (lub nagłe przerwanie) PEEP może doprowadzić do poważnych powikłań i pogorszenia stanu pacjenta. Specjalista prowadzący wentylację mechaniczną ma wręcz obowiązek znać istotę PEEP, jego pozytywne i negatywne skutki, wskazania i przeciwwskazania do jego stosowania. Zgodnie ze współczesną terminologią międzynarodową ogólnie akceptowane są skróty angielskie: dla PEEP - PEEP (dodatnie ciśnienie końcowo-wydechowe), dla CPAP - CPAP (ciągłe dodatnie ciśnienie w drogach oddechowych). Istotą PEEP jest to, że pod koniec wydechu (po wymuszonym lub wspomaganym oddechu) ciśnienie w drogach oddechowych nie spada do zera, ale
pozostaje powyżej atmosferycznego o pewną wartość ustaloną przez lekarza.
PEEP jest osiągany przez elektronicznie sterowane mechanizmy zaworów wydechowych. Nie ingerując w początek wydechu, na pewnym etapie wydechu, mechanizmy te następnie zamykają zawór do pewnego stopnia i tym samym wytwarzają dodatkowe ciśnienie na końcu wydechu. Ważne jest, aby mechanizm zastawki PEEP nie stwarzał1 dodatkowego oporu wydechowego w głównej fazie wydechu, w przeciwnym razie Pśrednia wzrośnie z odpowiednimi skutkami niepożądanymi.
Funkcja CPAP jest przeznaczona przede wszystkim do utrzymywania stałego dodatniego ciśnienia w drogach oddechowych podczas spontanicznego oddychania pacjenta z obwodu. Mechanizm CPAP jest bardziej złożony i zapewniany jest nie tylko przez zamknięcie zastawki wydechowej, ale także przez automatyczną regulację poziomu stałego przepływu mieszaniny oddechowej w obwodzie oddechowym. Podczas wydechu przepływ ten jest bardzo mały (równy bazowemu przepływowi wydechowemu), wartość СРАР jest równa PEEP i jest utrzymywana głównie przez zastawkę wydechową. Z drugiej strony utrzymanie określonego poziomu pewnego dodatniego ciśnienia podczas spontanicznego wdechu (zwłaszcza na początku). urządzenie zapewnia wystarczająco silny przepływ wdechowy do obwodu, odpowiadający potrzebom wdechowym pacjenta. Nowoczesne wentylatory automatycznie regulują poziom przepływu, utrzymując zadany CPAP – zasada „przepływu na żądanie” („przepływ na żądanie”). Przy spontanicznych próbach wdechu pacjenta ciśnienie w obwodzie zmniejsza się umiarkowanie, ale pozostaje dodatnie ze względu na dostarczanie przepływu wdechowego z aparatu. Podczas wydechu ciśnienie w drogach oddechowych początkowo umiarkowanie wzrasta (konieczne jest przecież pokonanie oporów układu oddechowego i zastawki wydechowej), następnie zrównuje się z PEEP. Dlatego krzywa ciśnienia dla CPAP jest sinusoidalna. Istotny wzrost ciśnienia w drogach oddechowych nie występuje w żadnej fazie cyklu oddechowego, ponieważ zastawka wydechowa pozostaje przynajmniej częściowo otwarta podczas wdechu i wydechu.

negatywny nacisk- Ciśnienie gazu jest niższe niż ciśnienie otoczenia. [GOST R 52423 2005] Tematy dotyczące inhalacji. znieczulenie, art. wentylacja płuca EN ciśnienie ujemne DE ujemne Druck FR ciśnienie ujemne ciśnienie subatmosphérique …

negatywny nacisk

negatywny nacisk- 4,28 ujemnej różnicy ciśnień między obszarem zamkniętym a obszarem otaczającym, gdy ciśnienie w obszarze zamkniętym jest niższe niż w obszarze otaczającym. Uwaga Definicja jest często błędnie stosowana do ciśnienia... Słowniczek-podręcznik terminów dokumentacji normatywnej i technicznej

Ciśnienie jest ujemne- - ciśnienie poniżej atmosferycznego, odnotowane w żyłach, jamie opłucnej... Słowniczek terminów dotyczących fizjologii zwierząt gospodarskich

Ciśnienie osmotyczne wilgotności gleby- manometryczny ujemny d., który należy zastosować do objętości wody o składzie identycznym z roztworem glebowym, aby doprowadzić ją do równowagi przez półprzepuszczalną membranę (przepuszczalną dla wody, ale nieprzepuszczalną dla ... .. . Słownik wyjaśniający gleboznawstwo

CIŚNIENIE KRWI- CIŚNIENIE KRWI, ciśnienie, jakie krew wywiera na ściany naczyń krwionośnych (tzw. boczne ciśnienie krwi) oraz na tę kolumnę krwi, która wypełnia naczynie (tzw. końcowe ciśnienie krwi). W zależności od naczynia K. d mierzy się w krom ... ...

CIŚNIENIE WEWNĄTRZSERCOWE- CIŚNIENIE WEWNĄTRZSERCOWE, mierzone u zwierząt: z nieotwartą klatką piersiową za pomocą sondy serca (Chaveau i Mageu) wprowadzonej przez naczynie krwionośne szyjki macicy do jednej lub drugiej jamy serca (z wyjątkiem lewego przedsionka, który jest niedostępny dla tego ... Wielka encyklopedia medyczna

ciśnienie próżniowe- neigiamasis slėgmačio slėgis statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. negatywny nacisk; nacisk; ciśnienie manometru; wakuometr ciśnieniowy vok. ujemny Druck, m; Unterdruck, m rus. podciśnienie, n; negatywny ... ... Fizikos terminų žodynas

niskie ciśnienie- neigiamasis slėgmačio slėgis statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. negatywny nacisk; nacisk; ciśnienie manometru; wakuometr ciśnieniowy vok. ujemny Druck, m; Unterdruck, m rus. podciśnienie, n; negatywny ... ... Fizikos terminų žodynas

minimalne ciągłe ciśnienie końcowe- Najniższe (najbardziej ujemne) ciśnienie gazu, które może trwać dłużej niż 300 ms (100 ms w przypadku noworodków) w porcie przyłączeniowym pacjenta, gdy jakiekolwiek urządzenie ograniczające ciśnienie działa normalnie, niezależnie od… … Podręcznik tłumacza technicznego

minimalne ciśnienie graniczne impulsu- Najniższe (najbardziej ujemne) ciśnienie gazu, które może trwać nie dłużej niż 300 ms (100 ms w przypadku noworodków) w porcie przyłączeniowym pacjenta, gdy jakiekolwiek urządzenie ograniczające ciśnienie działa normalnie, niezależnie od… … Podręcznik tłumacza technicznego