Тема: “Основи біореології та гемодінамики” -2 год

Одеський національний медичний університет

Кафедра Біофізики, інформатики та медапаратури

Методична розробка

студентам 1 курсу щодо вивчення теми:

Основи біореології та гемодінамики

Затверджено

на методичній нараді кафедри

Протокол № від “ ” 2010 р.

Завкафедрою

Перезатверджено

на методичній нараді кафедри

Протокол № від “ ” 2010 р.

Завкафедрою

Одеса - 2010 р.

Тема: “Основи біореології та гемодінамики” -2 год..

2. Актуальність теми, професійна спрямованість:

Надана тема є частиною розділу “Механічні властивості біологічних тканин”, і в такому аспекті актуальність її вивчення пов’язана с такими розділами та напрямками медицини, для яких важливим є мати уявлення про пасивні -механичні властивості біологічних тканин та рідин, зокрема кровоносних судин та крови. До таких розділів відносяться: космічна і спортивна медицина, санітарно-гігієнічна практика, протезування при зміні природних органів і тканин виробленими, гематологія, кардіологія.

3. Навчальні ціли заняття:

В результаті цього заняття студенти повинні:

знати:

-механичні властивості крові;

-визначення линійної та об’ємної швидкостей кровотоку, зв’язок між ними;

- рівняння нерозривності потіку та Бернуллі, межі влаштованості цих рівнянь;

- формулу Пуазейля і гідравлічного опіру;

- особливості ламінарної та турбулентної течії рідини, фізичний смисл числа Рейнольдса;

- фізичні основи розповсюдження пульсової хвилі; причини змінення швидкості пульсової хвилі с віком та при патології;

- роль серця у системі кровообертання;

- фізичні основи клінічного методу вимірювання тиску крові, методів вектор сфігмографії, велосітометрії, ультразвукового та електромагнітного методів визначення швидкості кровотоку,

- принципи дії сфігмоманометру, сфігмотонометру, флоуметру, апарату вимушеного кровообертання (АВК).

вміти:

- застосовувати рівняння Бернуллі та нерозривності потіку, формулу Пуазейля для аналізу змінення линійної та об’ємної швидкостей кровотоку, тиску згідно з розвітвленням системи кровообертання;

- застосовувати рівняння Бернуллі та нерозривності потіку для пояснення принципу дії найпростіших медичних приладів: шприця, інгалятора, пульверизатора, водоструйного насосу;

- розрахувати загальний гідравлічний опір при послідовному і паралельному з’єднанні судин;

- вміти застосувати формулу Пуазейля для пояснення впливу розмірів катетера, в’язкості і температури препарату, що вводяться внутривінно на швидкість інфузії та гемотрансфузії;

- розрахувати роботу лівого та правого шлуночків серця, потужність та ефективність роботи серця;

- визначити характер течії рідини, знаючи критичне число Рейнольдса;

- застосувати закон Стокса для аналізу швидкості осідання еритроцитів (ШОЕ)

4. Шляхи реалізації цілей заняття:

Для реалізації цілей заняття для студента є необхідними базисні знання:

1. Тиск, фізичний смисл, одиниці вимірювання в СІ, зв’язок з несистемними одиницями.

2. Гідростатичний, гідродинамічний і статичний тиск.

3. Закон Архімеда.

4. Особливості молекулярної побудови рідини, модель ідеальної рідини.

5. Лінії тока, поняття про стаціонарну, ламінарну і турбулентну течію рідини.

6. Поняття градієнту фізичної величини (градієнт швидкості кровотоку, статичного та дінамичного тиску у різних сосудах системи кровообертання).

5. Завдання з еталонами відповідей (для самоперевірки студентами початкового рівня знань).

1. В паскалях вимірюються усі перераховані величини, за винятком

А. сили тиску

В. гідростатичного тиску

С. статичного тиску

Д. динамічного тиску

Е. механічного напруження

2. Для виміряння тиску ви користуються усі перераховані одиниці, за винятком

А. Па (Паскаль)

В. Бар

С. атм (фізична атмосфера)

Д. мм.рт.ст.

Е. Н (ньютон)

3. Сила Архімеда прямо пропорційна

А. об’єму зануреного тіла

В. об’єму витісненої рідини

С. площі поверхні тіла

Д. глибині занурення тіла

Е. густині зануреного тіла.

4. Від швидкості руху рідини залежить

А. сила Архімеда

В. гідростатичний тиск

С. статичний тиск

Д. динамічний тиск

Е. механічне напруження

5. Градієнт швидкості вздовж потіку - це змінення швидкості течії

А. між шарами рідини

В. на одиницю відстані між шарами рідини

С. вздовж судини

Д. на одиницю довжини судини

Е. на одиницю площі поперечного перетину

6. Градієнт тиску вздовж потіку - це змінення тиску

А. між шарами рідини

В. на одиницю відстані між шарами рідини

С. вздовж сосуди

Д. на одиницю довжини судини

Е. на одиницю площі поперечного перетину

7. Для рідини характерні усі перераховані властивості, за винятком

А. відносної нестискуємісті

В. тікучісті

С. капілярності

Д. просторової періодичності

Е. в’язкості

Вставте пропущене слово:

8. Тиск вимірюється силою, яка діє на одиницю……, перпендикулярною до напрямку дії сили.

9. Стаціонарною є течія, при якій швидкості частинок у кожній точці потіку за часом………..

10. Ідеальною є рідина, яка не стискується та не має ……..

11. Кількість рідини, яка протікає крізь поперечний перетин труби за одиницю часу, має назву линійної швидкості течії рідини.

А. Вірно. В. Невірно.

Відповіді: 1-А, 2-Е, 3-В, 4-В, 5-Д, 6-Д, 7-Д, 8-площі, 9-не змінюється, 10-в’язкісті, 11-В

6. Інформацію для закріплення базисних знань-вмінь можна знайти у посібниках:

1. Ремізов А.Н. Медична та біологічна фізика, 1987, с.177-180.

2. Ремізов А.Н. Медична та біологічна фізика, 1982, с. 91-108.

3. Лівенцев Н.М. Курс фізики для медвузів,1974, с.50-72.

4. Ландсберг Г. С. Елементарний учбовник фізики, 1971, т.1, с..314-318, 343-347.

7. Зміст учбового матеріалу даної теми:

Основні поняття даної теми: ідеальна та реальна рідина, стаціонарна, ламінарна, турбулентна течії; в’язкості, градієнти швідкісті та тиску.

Основні фізичні явища та процеси: внутрішнє тертя (в’язкість), деформація, механічні хвилі, ефект Допплера, ефект Холла

Основні формули та закони: формули Пуазейля, кінематичної в’язкості, критичної швідкісті, швідкісті пульсової хвилі; рівняння неперервності потіку, рівняння Бернуллі, закон Стокса.

Основні фізичні величини: лінійна і об’ємна швидкості кровотоку, швидкість і тиск пульсової хвилі, гідростатичний, динамічний, статичний тиск, щільність, коефіцієнти динамічної та кінематичної в’язкості, число Рейнольдса.

Основні методики медико-біологічних досліджень: ультразвукова та електромагнітна расходометрія, велосітометрія, вектор сфігмографія.

Основні медичні прилади: сфігмоманометр, сфігмотонометр, флоуметр, апарат Короткова для вимірювання кров’яного тиску.

8. Завдання для самостійної підготовки студентів:

8.1.Завдання для самостійного вивчення матеріалу теми.

1. Механічні властивості крові.

2. Стаціонарна течія рідини. Рівняння нерозривності потіку та рівняння Бернуллі. Окремі випадки рівняння Бернуллі.

3. Лінійна і об’ємна швидкості течії рідини.

4. Рух в’язкої рідини по трубам постійного та змінного перетину, формула Пуазейля, гідравлічний опір.

5. Рух тіл в в’язкій рідині, формула Стокса.

6. Ламінарна і турбулентна течія рідини, число Рейнольдса.

7. Пульсові хвилі, особливості їх розповсюдження.

8. Робота і потужність серця.

9. Методи вимірювання тиску крові та швидкості кровотоку.

8.2. Основна література:

1. Ремізов А.Н. Медична та біологічна фізика, 1987,с.177-180.

2. Ремізов А.Н. Медична та біологічна фізика, с. 91-108.

3. Владимиров Ю.А. Біофізика, 1983, с.228-243.

4. Костюк П.Г. Біофізика, 1988, с. 472-477.

5. Лекція “Основи біореології та гемодінамики”

8.3. Додаткова література:

1. Лівенцев Н.М. Курс фізики для медвузів,1974, с.50-72.

2. Губанов Н.І. Медична біофізика, 1978, с. 275-282.

3. Дж. Б. Меріон. Загальна фізика з біологічними прикладами. 1986, с. 169-179.