Скорость кровотока — это скорость передвижения элементов крови по кровеносному руслу за определенную единицу времени. В практике специалисты выделяют линейную скорость и объемную скорость кровотока.
Один из главных параметров, характеризующий функциональность кровеносной системы организма. Этот показатель зависит от частоты сокращений сердечной мышцы, количества и качественного состава крови, величины сосудов, артериального давления, возраста и генетических особенностей организма.
Типы скорости кровотока
Линейная скорость- расстояние, проходимое частицей крови по сосуду за определенный период времени. Оно напрямую зависит от суммы площадей поперечного сечения сосудов, составляющих данный участок сосудистого русла.
Следовательно, аорта- самый узкий участок кровеносной системы и в ней самая высокая скорость кровотока, достигающая 0,6 м/с. Самым «широким» местом являются капилляры, т. к. их общая площадь в 500 раз больше площади аорты, скорость кровотока в них 0,5 мм/с. , что обеспечивает прекрасный обмен веществ между капиллярной стенкой и тканями.
Объемная скорость кровотока — общее количество крови поступающей через поперечное сечение сосуда за определенный промежуток времени.
Данный вид скорости определяется:
- разностью давления на противоположных концах сосуда ,которая формируется артериальным и венозным давлением;
- сопротивлением сосудов току крови, зависящим от диаметра сосуда, его длины, вязкости крови.
Движение крови по сосудам
Кровь в организме человека движется по замкнутой системе кровеносных сосудов
. Непрерывное движение крови происходит благодаря сокращениям сердца, которое работает как насос.
При каждом сокращении сердца левый и правый желудочки выталкивают в аорту и лёгочную артерию по 60 – 80 миллилитров крови
.
Количество крови, которое выбрасывается желудочком за одно сокращение
, называется
ударным
или
систолическим объёмом
.
Если умножить частоту сердечных сокращений на систолический объём, мы вычислим минутный объём крови
.
В состоянии покоя он составляет около 5 литров.
Когда кровь выталкивается в аорту и лёгочную артерию, они растягиваются, и в сосудистой системе создаётся
давление
.
Кровь, как и любая другая жидкость, течёт из области более высокого давления, в область, где оно ниже
.
Чтобы лучше понять, как происходит движение крови, сравним кровеносный сосуд с рекой, русло которой то сужается, то расширяется. Из курса физики или жизненного опыта вы наверняка знаете, что в узких местах течение более быстрое, а в широких медленное
. Однако, мимо каждой точки берега за одно и то же время протекает одинаковое количество воды.
Скорость течения крови в разных отделах определяется суммарной площадью кровеносного русла
. Скорость крови обратно пропорциональна общей площади поперечного сечения кровеносных сосудов.
Самой большой площадью поперечного сечения обладают (суммарно) капилляры, самой маленькой – аорта
.
Поэтому самая большая скорость тока крови в аорте
– примерно
0,5 метра в секунду
,
в венах
–
0,25 метра в секунду
. В
капиллярах
скорость движения крови наименьшая и составляет
от 0,5 до 1,2 миллиметра в секунду
.
Несмотря на то, что кровь поступает в аорту и лёгочный ствол порциями, по сосудам она течёт непрерывной струёй. Стенки аорты и артерий обладают эластичностью
, они растягиваются во время сокращения желудочков и вмещают в себя выбрасываемую сердцем кровь. В силу упругости сосуды уменьшают свою ёмкость и проталкивают кровь вперёд, в результате чего происходит расширение стенки и повышение давления на соседнем участке.
В местах, где крупные артерии проходят близко к коже, например на висках, по бокам шеи, у основания кисти руки, можно прощупать толчки
, которые называются
пульсом
.
Пульс
–
это периодические колебания стенок сосудов, связанные с изменением их кровенаполнения в течение одного сердечного цикла
. При сокращении левого желудочка кровь с большой силой выбрасывается в аорту и растягивает её стенки. При этом возникает волна колебаний, которая быстро распространяется по стенкам артерий.
Каждый удар пульса соответствует одному сердечному сокращению
.
Измерив пульс, можно узнать скорость, силу и ритм сердечных сокращений, судить о работе сердца.
Давление, которое кровь оказывает на стенки кровеносных сосудов, называется кровяным давлением
. У здорового человека уровень кровяного давления постоянен, как и температура тела.
Кровяное давление регулируется нервной системой
и обеспечивается изменениями просвета сосудов и силы сердечных сокращений.
В течение сердечного цикла давление в аорте колеблется от 115 – 140 миллиметров ртутного столба до 60 – 85 миллиметров ртутного столба. Эти колебания возникают в результате ритмической деятельности сердца. Давление
в момент сокращения желудочков получило названиесистолического
, или
максимального, артериального давления
.
Давлениев момент расслабления желудочков
называется
диастолическим
или
минимальным артериальным давлением
. При движении крови по сосудам её давление постепенно уменьшается.
В мелких артериях давление снижается до 70 миллиметров ртутного столба, в капиллярах оно составляет примерно 40 миллиметров ртутного столба, в мелких венах – 20 миллиметров ртутного столба, а в полых венах вблизи их впадения в правое предсердие приближается к нулю.
Благодаря разности давления крови в артериальном и венозном отделах обоих кругов кровообращения кровь продвигается по сосудам и возвращается к сердцу
.
Впервые артериальное давление было измерено Гэлсом. Он ввёл стеклянную трубку в артерию лошади и наблюдал, как при каждом сокращении сердца кровь под давлением поднимается вверх по трубке на высоту до двух метров. Этот метод измерения давления был технически усовершенствован и до сих пор применяется в экспериментах на животных. Он называется прямым или кровавым.
Измерять кровяное давление можно с помощью тонометра
. Пациенту надевают на плечо полую камеру-манжетку, которая соединена с манометром и резиновым баллоном для нагнетания воздуха.
Фонендоскоп
прикладывают к месту локтевого сгиба там, где проходит плечевая артерия.
Далее в манжетку накачивают воздух до тех пор, пока ниже манжеты не исчезает пульс. Звуков в это время в фонендоскопе не слышно. Выпуская воздух, врач фиксирует момент появления пульсирующих шумов и отмечает показания манометра. Так устанавливается систолическое артериальное давление. Момент исчезновения шумов соответствует уровню диастолического артериального давления.
В настоящее время широко используются автоматические тонометры. Они не требуют использования фонендоскопа. Их электронная схема регистрирует колебания давления воздуха в манжете и переводит их в цифровые значения.
У здорового человека
величина кровяного давления поддерживается на постоянном уровне и составляет
в плечевой артерии 120 миллиметров ртутного столба
, а при их расслаблении 70 миллиметров ртутного столба. Обычно артериальное давление изображают в виде дроби, числитель которой указывает верхнее давление, знаменатель нижнее, например 120 на 70.
Артериальное давление зависит
от многих факторов: времени суток, психологического состояния человека (при стрессе давление повышается), приёма различных стимулирующих веществ (кофе, чай) или медикаментов, которые повышают или понижают давление. Кровяное давление, которое возрастает в результате физической нагрузки или нервного напряжения, вскоре возвращается к норме.
В организме человека постоянно происходит перераспределение крови: к одним органам её поступает больше, к другим меньше. Если орган работает, то кровь к нему поступает усиленно, принося дополнительный кислород и питательные вещества. В то же время приток крови к неработающим органам уменьшается.
Французский исследователь Анджело Моссо проделал следующий опыт. Он поместил человека на весы так, чтобы одна половина тела уравновешивала другую. После этого он предложил испытуемому решить арифметическую задачу. Испытуемый задумался, и его голова стала опускаться вниз. Когда задача была решена, весы уравновесились. Далее Моссо предложил лежащему на весах человеку пошевелить пальцами ног. Весы опустились в сторону ног. Этот опыт доказывает нам, что в организме человека постоянно происходит перераспределение крови.
Итог урока. Наибольшая скорость движения крови – в артериях, наименьшая – в капиллярах, в венах она снова возрастает. Причина движения крови – разность давления в сосудах в начале и в конце пути. Самое высокое давление – в аорте, самое низкое – в полых венах. Давление в момент выброса крови в аорту называется верхним или систолическим. Наименьшее давление в момент расслабления сердца называется нижним или диастолическим. Пульсом называют ритмическое колебание стенок артерий. По нему можно определить частоту и силу сердечных сокращений.
Важность и острота проблемы
Определение такого важного параметра , как скорость кровотока крайне важно для исследования гемодинамики конкретного участка сосудистого русла либо определенного органа. При изменении его можно говорить о наличие патологических сужении на протяжении сосуда, препятствий току крови (пристеночные тромбы, атеросклеротические бляшки),повышенной вязкости крови.
В настоящее время неинвазивная, объективная оценка кровотока по сосудам разного калибра является самой актуальной задачей современной ангиологии. От успеха в ее решении зависит успех ранней диагностики таких сосудистых заболеваний, как диабетическая микроангиопатия, синдром Рейно, различных окклюзий и стенозов сосудов.
Для чего проводят измерение скорости движения крови?
Измерение скорости кровотока имеет важно для диагностической медицины. Благодаря анализу данных, полученных в результате измерений можно определить:
- состояние сосудов, показатель вязкости крови;
- уровень снабжения кровью мозга и других органов;
- сопротивление движению в обоих кругах кровообращения;
- уровень микроциркуляции;
- состояние коронарных сосудов;
- степень сердечной недостаточности.
Скорость кровотока в сосудах, артериях и капиллярах не является постоянной и одинаковой величиной: самая большая скорость — в аорте, самая маленькая — внутри микрокапилляров.
Для чего проводят измерение скорости кровотока в сосудах ногтевого ложа?
Скорость кровотока в сосудах ногтевого ложа — один из наглядных показателей качества микроциркуляции крови в организме человека. Сосуды ногтевого ложа имеют малое поперечное сечение и состоят не только из капилляров, а также из микроскопических артериол.
При проблемах, связанных с кровеносной системой, эти капилляры и артериолы страдают первыми. Конечно, судить о состоянии всей системы только лишь на основании исследования кровообращения в области ногтевого ложа нельзя, но стоит обратить внимание, если движение крови в этой области является слишком низким или высоким.
В медицине для получения наиболее достоверных сведений проводят измерения параметров кровообращения на больших участках кровообращения.
Скорость кровотока
Различают линейную и объемную скорость кровотока. Линейная скорость кровотока (V-лин) это расстояние, которое, проходит частица крови в единицу времени. Она зависит от суммарной площади перечного сечения всех сосудов, образующих участок сосудистого русла. Поэтому в кровеносной системе наиболее узким участком является аорта. Здесь наибольшая линейная скорость кровотока, составляющая 0,5-0,6 м/сек. В артериях среднего и мелкого калибра она снижается до 0,2-0,4 м/сек. Суммарный просвет капиллярного русла в 500-600 раз больше чем аорты, поэтому скорость кровотока в капиллярах уменьшается до 0,5 мм/сек. Замедление тока крови в капиллярах имеет большое физиологическое значение, так как в них происходит транскапиллярный обмен. В крупных венах линейная скорость кровотока вновь возрастает до 0,1-0.2 м/сек. Линейная скорость кровотока в артериях измеряется ультразвуковым методом. Он основан на эффекте Доплера. На сосуд помешают датчик с источником и приемником ультразвука. В движущейся среде — крови частота ультразвуковых колебаний изменяется. Чем больше скорость течения крови по сосуду, тем ниже частота отраженных ультразвуковых волн. Скорость кровотока в капиллярах измеряется под микроскопом с делениями в окуляре, путем наблюдения за движением определенного эритроцита. Объемная скорость кровотока (объём.) это количество крови проходящей через поперечное сечение сосуда за единицу времени. Она зависит от разности давлений в начале и конце сосуда и сопротивления току крови:
1 — ——
где и давление в начале и конце сосуда,
Раньше в эксперименте объемную скорость кровотока измеряли с помощью кровяных часов Людвига. В клинике объемный кровоток оценивают с помощью реовазографии. Этот метод основан на регистрации колебаний электрического сопротивления органов для тока высокой частоты, при изменении их кровенаполнения в систолу и диастолу. При увеличении кровенаполнения сопротивление понижается, а уменьшении возрастает. С целью диагностики сосудистых заболеваний производят реовазографию конечностей, печени, почек, грудной клетки. Иногда используют плетизмографию. Это регистрация колебаний объема органа, возникающих при изменении их кровенаполнения. Колебания объема регистрируют с помощью водных, воздушных и электрических плетизмографов. Скорость кругооборота крови, это время, за которое частица крови проходит оба круга кровообращения. Ее измеряют путем введения красителя флюоресцина в вену одной руки я определения времени его появления в вене другой. В среднем скорость кругооборота крови составляет 20-25 сек.
Кровяное давление.
в результате сокращений желудочков сердца и выброса из них крови, а также сопротивления току крови в сосудистом русле создается кровяное давление. Это сила, с которой кровь давит на стенку сосудов. Величина давления в артериях зависит от фазы сердечного цикла. Во время систолы оно максимально и называется систолическими, за период диастолы минимально и носит название диастолического. Систолическое давление у здорового человека молодого и среднего возраста в крупных артериях составляет 100 — 130 мм.рт.ст. Диастолическое 60-80 мм.рт.ст. Разность между систолическим и диастолическим давлением называется пульсовым давлением. В норме его величина 30-40 мм.рт.ст. Кроме этого определяют среднее давление. Это такое постоянное, т.е. не пульсирующее давление, гемодинамический эффект которого соответствует определенному пульсирующему. Величина среднего давления ближе к диастолическому, так как продолжительность диастолы больше, чем систолы. Артериальное давление (АД) можно измерить прямыми и непрямыми методами, для измерения прямым методом в артерию вводят иглу или канюлю, соединенные трубкой с манометром. Сейчас вводят катетер с датчиком давления. Сигнал от датчика поступает на электрический манометр. В клинике прямое измерение производят только во время хирургических операций. Наиболее широко используются непрямые методы Рива-Роччи и Короткова. В 1896 г. Рива-Роччи предложил измерять систолическое давление по величине давления, которое необходимо создать в резиновой манжете для полного пережатия артерии. Давление в ней измеряется манометром. Прекращение кровотока определяется по исчезновению пульса на лучевой артерии. В 1905 г. Короткое предложил метод измерения и систолического и диастолического давления. Он заключается в следующем. В манжете создается давление, при котором ток крови в плечевой артерии полностью прекращается. Затем оно постепенно снижается и одновременно фонендоскопом в локтевой ямке выслушиваются возникающие звуки. В тот момент, когда давление в манжете становится немного ниже, чем систолическое, появляются короткие ритмические звуки. Их называют тонами Короткова. Они обусловлены прохождением порций крови под манжетой в период си стелы. По мере снижения давления в манжете интенсивность тонов уменьшается и при его определенной величине они исчезают. В этот момент давление в ней примерно соответствует диастолическому. В настоящий момент для измерения артериального давления используют аппараты, регистрирующие колебания сосуда под манжетой при изменении давления в ней. Микропроцессор рассчитывает систолическое и диастолическое давление. Для этого применяется артериальная осциллография. Это графическая регистрация пульсаций крупных артерий при их сжатии манжетой. Этот метод позволяет определять систолическое, диастолическое, среднее давление и эластичность стенки сосуда. Артериальное давление возрастает при физической и умственной работе, эмоциональных реакциях. При физической работе в основном увеличивается систолическое давление. Это связано с тем, что возрастает систолический объем. Если происходит сужение сосудов, то возрастает и систолическое и диастолическое давление. Такое явление наблюдается при сильных эмоциях. При длительной графической регистрации артериального давления обнаруживается три типа его колебаний. Их называют волнами 1-го, 2-го и 3-го порядков (рис.). Волны первого порядка это колебания давления в период систолы и диастолы. Волны второго порядка называются дыхательными. На вдохе артериальное давление возрастает, а на выдохе снижается. При гипоксии мозга возникают еще более медленные волны третьего порядка. Они обусловлены колебаниями тонуса сосудодвигательного центра продолговатого мозга.
В артернолах, капиллярах, мелких и средних венах давление постоянно. В артернолах его величина составляет 40-60 мм.рт.ст, в артериальном конце капилляров 20-30 мм.рт.ст, венозном 8-12 мм.рт.ст. Кровяное давление в артернолах и капиллярах измеряется путем введения в них микропипетки, соединенной с манометром. Кровяное давление в венах равно 5-в мм.рт.ст. В полых венах оно равно 0, а на вдохе становится на 3-5 мм.рт.ст, ниже атмосферного. Давление в венах измеряется прямым методом, называемым флеботометрией. Повышение кровяного давления называется гипертонией, понижение гипотонией. Артериальная гипертония возникает при старении, гипертонической болезни, заболеваниях почек и т.д. Гипотония наблюдается при шоке, истощении, а также нарушении функций сосудодвигательного центра.
