Pozitívny tlak na konci výdychu (PEEP). Odkiaľ pochádza hypertenzia? Kontrola obličiek a liečba chrápania Moderný výskum Casimirovho efektu
LABORATÓRNE PRÁCE č.2
Téma: "MERANIE KRVNÉHO TLAKU"
CIEĽ. Študujte biofyzikálny mechanizmus tvorby krvného tlaku, ako aj biofyzikálne vlastnosti krvných ciev. Pochopiť teoretické základy metódy nepriameho merania krvného tlaku. Osvojte si metódu N.S Korotkov na meranie krvného tlaku.
ZARIADENIA A PRÍSLUŠENSTVO. Sfygmomanometer,
fonendoskop.
ŠTUDIJNÝ PLÁN
1. Tlak (definícia, jednotky merania).
2. Bernoulliho rovnica, jej použitie vo vzťahu k pohybu krvi.
3. Základné biofyzikálne vlastnosti krvných ciev.
4. Zmeny krvného tlaku pozdĺž cievneho lôžka.
5. Hydraulický odpor krvných ciev.
6. Metóda stanovenia krvného tlaku pomocou Korotkovovej metódy.
STRUČNÁ TEÓRIA
Tlak P je veličina, ktorá sa číselne rovná pomeru sily F pôsobiacej kolmo na povrch k ploche S tohto povrchu:
P S F
Jednotkou tlaku SI je pascal (Pa), nesystémové jednotky: milimeter ortuti (1 mm Hg = 133 Pa), centimeter vody, atmosféra, bar atď.
Pôsobenie krvi na steny cievy (pomer sily pôsobiacej kolmo na jednotku plochy cievy) sa nazýva krvný tlak. V práci srdca existujú dva hlavné cykly: systola (kontrakcia srdcového svalu) a diastola (jeho relaxácia), preto je zaznamenaný systolický a diastolický tlak.
Pri kontrakcii srdcového svalu sa do aorty, ktorá je už pod primeraným tlakom naplnená krvou, vtlačí objem krvi rovnajúci sa 6570 ml, nazývaný zdvihový objem. Dodatočný objem krvi vstupujúci do aorty pôsobí na steny cievy a vytvára systolický tlak.
Zvýšená tlaková vlna sa prenáša na perifériu cievnych stien tepien a arteriol vo forme elastickej vlny. Táto tlaková vlna
nazývaná pulzná vlna. Rýchlosť jeho šírenia závisí od elasticity cievnych stien a rovná sa 6-8 m/s.
Množstvo krvi, ktoré pretečie prierezom úseku cievneho systému za jednotku času, sa nazýva objemová rýchlosť prietoku krvi (l/min).
Táto hodnota závisí od tlakového rozdielu na začiatku a na konci úseku a jeho odporu voči prietoku krvi.
Hydraulický odpor krvných ciev je určený vzorcom
R 8, R 4
kde je viskozita kvapaliny, je dĺžka nádoby;
r je polomer plavidla.
Ak sa zmení plocha prierezu nádoby, potom sa celkový hydraulický odpor zistí analogicky so sériovým zapojením odporov:
R=R1 +R2 +…Rn,
kde Rn je hydraulický odpor časti nádoby s polomerom r a dĺžkou.
Ak sa nádoba rozvetví na n nádob s hydraulickým odporom Rn, potom sa celkový odpor zistí analogicky s paralelným zapojením odporov:
Odpor R systému rozvetvených ciev bude menší ako minimum odporov ciev.
Na obr. Obrázok 1 znázorňuje graf zmien krvného tlaku v hlavných častiach cievneho systému systémového obehu.
Ryža. 1. kde P0 je atmosférický tlak.
Tlak, ktorý presahuje atmosférický tlak, sa považuje za pozitívny. Tlak nižší ako atmosférický je záporný.
Podľa harmonogramu na obr. 1 môžeme konštatovať, že maximálny pokles tlaku je pozorovaný v arteriolách a v žile je negatívny tlak.
Meranie krvného tlaku zohráva dôležitú úlohu pri diagnostike mnohých chorôb. Systolický a diastolický tlak v tepne možno merať priamo pomocou ihly pripojenej k manometru (priama alebo krvná metóda). V medicíne je však široko používaná nepriama (bezkrvná) metóda navrhnutá N.S. Korotkov. Je to nasledovné.
Manžeta, ktorú je možné naplniť vzduchom, je umiestnená okolo paže medzi ramenom a lakťom. Najprv je pretlak vzduchu v manžete nad atmosférickým tlakom 0, manžeta nestláča mäkké tkanivá a tepnu. Keď je do manžety pumpovaný vzduch, manžeta stláča brachiálnu tepnu a zastavuje prietok krvi.
Tlak vzduchu vo vnútri manžety, ktorá pozostáva z elastických stien, sa približne rovná tlaku v mäkkých tkanivách a tepnách. Toto je základná fyzikálna myšlienka bezkrvnej metódy merania tlaku. Uvoľnením vzduchu sa zníži tlak v manžete a mäkkých tkanivách.
Keď sa tlak rovná systolickému, krv bude schopná preraziť vysokou rýchlosťou cez veľmi malý prierez tepny – a tok bude turbulentný.
Charakteristické tóny a zvuky sprevádzajúce tento proces počúva lekár. V momente počúvania prvých tónov je zaznamenaný tlak (systolický). Pokračovaním v znižovaní tlaku v manžete je možné obnoviť laminárny tok krvi. Šelesty ustanú a v momente, keď ustanú, sa zaznamená diastolický tlak. Na meranie krvného tlaku sa používa prístroj – tlakomer, pozostávajúci z žiarovky, manžety, tlakomeru a fonendoskopu.
OTÁZKY PRE SEBAOVLÁDANIE
1. Čo sa nazýva tlak?
2. V akých jednotkách sa meria tlak?
3. Ktorý tlak sa považuje za pozitívny a ktorý za negatívny?
4. Štátna Bernoulliho vláda.
5. Za akých podmienok sa pozoruje laminárne prúdenie tekutiny?
6. Aký je rozdiel medzi turbulentným prúdením a laminárnym prúdením? Za akých podmienok sa pozoruje turbulentné prúdenie tekutiny?
7. Napíšte vzorec pre hydraulický odpor krvných ciev.
9. Čo je systolický krvný tlak? Čomu sa to rovná u zdravého človeka v pokoji?
10. Čo je diastolický krvný tlak? Čomu sa to rovná v plavidlách?
11. Čo je to pulzná vlna?
12. V ktorej časti kardiovaskulárneho systému dochádza k najväčšiemu poklesu tlaku? čím je to spôsobené?
13. Aký je tlak v žilových cievach, veľkých žilách?
14. Aké zariadenie sa používa na meranie krvného tlaku?
15. Z akých komponentov sa toto zariadenie skladá?
16. Čo spôsobuje výskyt zvukov pri určovaní krvného tlaku?
17. V akom časovom bode zodpovedá údaj prístroja systolickému krvnému tlaku? V akom bode je diastolický krvný tlak?
PRACOVNÝ PLÁN
Následná sekvencia |
Spôsob dokončenia úlohy. |
||
akcie |
|||
1. Skontrolujte |
Vytvorený tlak by sa nemal zmeniť do 3 |
||
tesnosť. |
|||
Definujte |
1. Vykonajte merania 3-krát, zaznamenajte namerané hodnoty |
||
systolický |
tabuľka (pozri nižšie). |
||
diastolický |
tlak |
2. Umiestnite manžetu na holé rameno, nájdite |
|
pravá a ľavá ruka |
na lakti ohyb pulzujúca tepna a |
||
metóda N.S. Korotkovej |
nainštalujte cez ňu (bez silného stlačenia) |
||
fonendoskop. Zatlačte na manžetu a potom |
|||
miernym otvorením skrutkového ventilu sa uvoľní vzduch, ktorý |
|||
vedie k postupnému znižovaniu tlaku v manžete. |
|||
Pri určitom tlaku sú počuť prvé slabé zvuky |
|||
krátkodobé tóny. V tejto chvíli je to opravené |
|||
systolický krvný tlak. S ďalším |
|||
Keď tlak v manžete klesá, zvuky sú hlasnejšie, |
|||
nakoniec prudko tlmia alebo zmiznú. Tlak |
|||
vzduch v manžete sa v tomto momente považuje za byt |
|||
diastolický. |
|||
3. Čas, počas ktorého sa meranie vykonáva |
|||
tlak podľa N.S. Korotkova, by nemala trvať dlhšie ako 1 |
|||
Definícia |
1. Urobte 10 drepov. |
||
systolický |
2. Zmerajte tlak na ľavej ruke. |
||||||||||
diastolický |
tlak |
3. Zadajte hodnoty do tabuľky. |
|||||||||
krvi pomocou Korotkoffovej metódy |
|||||||||||
po fyzickej aktivite. |
|||||||||||
Definícia |
Opakujte meranie po 1, 2 a 3 minútach. po |
||||||||||
systolický |
fyzická aktivita. |
||||||||||
diastolický |
tlak |
1. Zmerajte tlak na ľavej ruke. |
|||||||||
krv v pokoji. |
2. Zadajte hodnoty do tabuľky. |
||||||||||
Normálne (mm Hg) |
Po zaťažení |
Po odpočinku |
|||||||||
Syst. tlak |
Diast. tlak |
||||||||||
Dekor |
1. Porovnajte získané výsledky s normálom |
||||||||||
laboratórne práce. |
krvný tlak. |
||||||||||
2. Urobte záver o stave kardiovaskulárneho systému |
|||||||||||
Analógia
Fenomén podobný Casimirovmu efektu spozorovali už v 18. storočí francúzski námorníci. Keď boli dve lode, kývajúce sa zo strany na stranu v podmienkach silných vĺn, ale slabého vetra, vo vzdialenosti približne 40 metrov alebo menej, potom v dôsledku interferencie vĺn v priestore medzi loďami vzrušenie prestalo. Pokojné more medzi loďami vytváralo menší tlak ako rozbúrené more na vonkajších stranách lodí. V dôsledku toho vznikla sila, ktorá mala tendenciu tlačiť lode nabok. Ako protiopatrenie nám plachetnícke príručky zo začiatku 19. storočia odporúčali, aby obe lode poslali záchranný čln s 10 až 20 námorníkmi, aby roztlačili lode od seba. Vďaka tomuto efektu (okrem iného) sa dnes v oceáne vytvárajú ostrovy odpadkov.
História objavovania
Hendrik Casimir pracoval v Výskumné laboratóriá Philips v Holandsku študujú koloidné roztoky – viskózne látky obsahujúce častice mikrónovej veľkosti. Jeden z jeho kolegov Theo Overbeck ( Theo Overbeek), zistili, že správanie koloidných roztokov nebolo úplne v súlade s existujúcou teóriou a požiadali Kazimíra, aby tento problém preskúmal. Casimir čoskoro dospel k záveru, že odchýlky od správania predpovedaného teóriou možno vysvetliť zohľadnením vplyvu fluktuácií vákua na medzimolekulové interakcie. To ho podnietilo opýtať sa, aký vplyv môžu mať fluktuácie vákua na dvoch rovnobežných zrkadlových povrchoch, a viedlo to k jeho slávnej predpovedi o existencii príťažlivej sily medzi nimi.
Experimentálna detekcia
Moderný výskum Casimirovho efektu
- Casimirov efekt pre dielektrikum
- Casimirov efekt pri nenulovej teplote
- spojenie medzi Casimirovým javom a inými efektmi alebo odvetviami fyziky (vzťah s geometrickou optikou, dekoherencia, fyzika polymérov)
- dynamický Casimirov efekt
- berúc do úvahy Casimirov efekt pri vývoji vysoko citlivých zariadení MEMS.
Aplikácia
Do roku 2018 rusko-nemecká skupina fyzikov (V.M. Mostepanenko, G.L. Klimchitskaya, V.M. Petrov a skupina z Darmstadtu pod vedením Thea Tschudiho) vyvinula teoretickú a experimentálnu schému miniatúrneho kvanta. optický chopper pre laserové lúče založené na Casimirovom efekte, pri ktorom je Casimirova sila vyvážená ľahkým tlakom.
V kultúre
Casimirov efekt je pomerne podrobne opísaný v sci-fi knihe Arthura C. Clarka The Light of Another Day, kde sa používa na vytvorenie dvoch spárovaných červích dier v časopriestore a prenos informácií cez ne.
Poznámky
- Barash Yu.S., Ginzburg V.L. Elektromagnetické fluktuácie hmoty a molekulárne (van der Waalsove) sily medzi telesami // UFN, zv. 116, s. 5-40 (1975)
- Kazimír H.B.G. O príťažlivosti medzi dvoma dokonale vodivými doskami (anglicky) // Proceedings of the Koninklijke Nederlandse Akademie van Wetenschappen: journal. - 1948. - Sv. 51. - S. 793-795.
- Sparnaay, M.J. Príťažlivé sily medzi plochými doskami // Príroda. - 1957. - Sv. 180, č. 4581. - S. 334-335. - DOI:10.1038/180334b0. - Bibcode: 1957Natur.180..334S.
- Sparnaay, M. Merania príťažlivých síl medzi plochými doskami (anglicky) // Physica: journal. - 1958. - Sv. 24, č. 6-10. - S. 751-764. -
Pozitívny tlak na konci výdychu (PEEP) a kontinuálny pozitívny tlak v dýchacích cestách (CPAP).
Metódy PEEP a CPAP sú v praxi mechanickej ventilácie už dlho pevne zavedené. Bez nich si nemožno predstaviť poskytovanie účinnej respiračnej podpory u ťažko chorých pacientov (13, 15, 54, 109, 151).
Väčšina lekárov bez rozmýšľania automaticky zapína regulátor PEEP na dýchacom prístroji už od začiatku mechanickej ventilácie. Musíme si však uvedomiť, že PEEP nie je len lekárskou mocnou zbraňou v boji proti závažnej pľúcnej patológii. Bezmyšlienkovité, chaotické používanie „na oko“ (alebo náhle zrušenie) PEEP môže viesť k závažným komplikáciám a zhoršeniu stavu pacienta. Špecialista vykonávajúci mechanickú ventiláciu je jednoducho povinný poznať podstatu PEEP, jeho pozitívne a negatívne účinky, indikácie a kontraindikácie pre jeho použitie. Podľa modernej medzinárodnej terminológie sú všeobecne akceptované anglické skratky: pre PEEP - PEEP (positive end-expiratory pressure), pre CPAP - CPAP (continuous positive airway pressure). Podstatou PEEP je, že na konci výdychu (po vynútenom alebo asistovanom nádychu) tlak v dýchacích cestách neklesne na nulu, ale
zostáva nad atmosférickým tlakom o určitú hodnotu určenú lekárom.
PEEP sa dosahuje elektronicky riadenými mechanizmami exspiračného ventilu. Bez zasahovania do začiatku výdychu následne v určitom štádiu výdychu tieto mechanizmy do určitej miery uzavrú ventil a tým na konci výdychu vytvoria dodatočný tlak. Je dôležité, aby mechanizmus chlopne PEEP nevytváral1 dodatočný exspiračný odpor počas hlavnej fázy výdychu, inak sa Pmean zvyšuje so zodpovedajúcimi nežiaducimi účinkami.
Funkcia CPAP je určená predovšetkým na udržanie konštantného pozitívneho tlaku v dýchacích cestách, kým pacient spontánne dýcha z dýchacieho okruhu. Mechanizmus CPAP je zložitejší a je zabezpečený nielen uzavretím výdychového ventilu, ale aj automatickým nastavením úrovne konštantného prietoku dýchacej zmesi v dýchacom okruhu. Pri výdychu je tento prietok veľmi malý (rovná sa základnému výdychovému prietoku), hodnota CPAP sa rovná PEEP a udržiava ho najmä výdychový ventil. Na druhej strane udržať danú úroveň určitého pozitívneho tlaku pri spontánnom nádychu (najmä na začiatku). prístroj dodáva do okruhu dostatočne výkonný inspiračný tok zodpovedajúci inspiračným potrebám pacienta. Moderné ventilátory automaticky regulujú úroveň prietoku, pričom udržiavajú nastavený CPAP - princíp „Demand Flow“. Keď sa pacient spontánne pokúsi vdýchnuť, tlak v okruhu sa mierne zníži, ale zostáva pozitívny v dôsledku prívodu inspiračného prúdu zo zariadenia. Pri výdychu sa tlak v dýchacích cestách spočiatku mierne zvyšuje (predsa len je potrebné prekonať odpor dýchacieho okruhu a výdychového ventilu), potom sa vyrovná PEEP. Preto je tlaková krivka s CPAP sínusová. K výraznému zvýšeniu tlaku v dýchacích cestách nedochádza v žiadnej fáze dýchacieho cyklu, pretože výdychový ventil zostáva počas nádychu a výdychu aspoň čiastočne otvorený.
podtlaku- Tlak plynu je nižší ako okolitý tlak. [GOST R 52423 2005] Inhalačné témy. anestézia, umenie. ventilátor pľúca EN podtlak DE negatívnyr Druck FR tlaková negatívna tlaková subatmosféra …
podtlaku
podtlaku- 4.28 podtlak: Rozdiel tlakov v ochrannej zóne a v okolí, keď je tlak v ochrannej zóne nižší ako v okolitej oblasti. Poznámka Definícia sa často nesprávne aplikuje na tlak... Slovník-príručka termínov normatívnej a technickej dokumentácie
Negatívny tlak- - tlak pod atmosférou, zaznamenaný v žilách, pleurálnej dutine ... Slovník pojmov z fyziológie hospodárskych zvierat
Osmotický tlak pôdnej vlhkosti- podtlakomer, ktorý sa musí aplikovať na objem vody identického zloženia ako pôdny roztok, aby sa dostal do rovnováhy cez polopriepustnú membránu (priepustnú pre vodu, ale nepriepustnú pre... ... Výkladový slovník pedológie
KRVNÝ TLAK- KRVNÝ TLAK, tlak, ktorým krv pôsobí na steny ciev (tzv. laterálny krvný tlak) a na stĺpec krvi, ktorý vypĺňa cievu (tzv. koncový krvný tlak). V závislosti od nádoby sa K.d. meria... ...
VNÚTRAKARDNÝ TLAK- VNÚTRAKARDNÝ TLAK meraný u zvierat: s neotvoreným hrudníkom pomocou srdcovej sondy (Chaveau a Mageu), vloženej cez cervikálnu krvnú cievu do jednej alebo druhej srdcovej dutiny (okrem ľavej predsiene, ktorá je pre ňu neprístupná. . Veľká lekárska encyklopédia
vákuový tlak- neigiamasis slėgmačio slėgis statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. negatívny tlak; pod tlakom vákuový merač tlaku; podtlakomer pretlak vok. negatívnyr Druck, m; Unterdruck, m rus. tlak vákua, n; negatívny… … Fizikos terminų žodynas
nízky tlak- neigiamasis slėgmačio slėgis statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. negatívny tlak; pod tlakom vákuový merač tlaku; podtlakomer pretlak vok. negatívnyr Druck, m; Unterdruck, m rus. tlak vákua, n; negatívny… … Fizikos terminų žodynas
minimálny trvalý konečný tlak- Najnižší (najzápornejší) tlak plynu, ktorý môže vydržať na porte pre pacienta viac ako 300 ms (100 ms pre novorodencov), keď akékoľvek zariadenie na obmedzenie tlaku funguje normálne, bez ohľadu na... ... Technická príručka prekladateľa
minimálny medzný impulzný tlak- Najnižší (najzápornejší) tlak plynu, ktorý vydrží na pripájacom porte pacienta maximálne 300 ms (100 ms pre novorodencov), keď akékoľvek zariadenie na obmedzenie tlaku funguje normálne, bez ohľadu na... ... Technická príručka prekladateľa
