Работа и мощность сердца

Работа 40

Приборы и принадлежности:

измеритель артериального давления и частоты пульса автоматический (тонометр).

Цель работы:определение работы и мощности сердца.

Физический параметр – давление крови – играет большую роль в диагностике многих заболеваний. Систолическое и диастолическое давления в какой либо артерии могут быть измерены непосредственно с помощью иглы, соединенной с манометром. Однако в медицине широко используется бескровный метод, предложенный Н.С. Коротковым. Рассмотрим физические основы этого метода на примере измерения давления крови в плечевой артерии.

Вокруг руки между плечом и локтем накладывают манжету. Сечения манжеты М, части руки Р, плечевой кости П и плечевой артерии А показаны на рисунках 1,а - 3,а. При накачивании воздуха через шланг В в манжету рука сжимается. Затем через этот же шланг воздух выпускают и с помощью манометра Б измеряют давление воздуха в манжете. На поз. б тех же рисунков изображены продольные сечения плечевой артерии, соответствующие каждому случаю. Сначала избыточное над атмосферным давление воздуха в манжете равно нулю (рис.1), манжета не сжимает руку и артерию. По мере накачивания воздуха в манжету она сдавливает плечевую артерию и прекращает ток крови (рис.2). Если мускулатура расслаблена, то давление воздуха внутри манжеты, состоящей из эластичных стенок, приблизительно равно давлению в мягких тканях, соприкасающихся с манжетой. В этом заключается основная физическая идея бескровного метода измерения давления.

Выпуская воздух, уменьшают давление в манжете и в мягких тканях, с которыми она соприкасается. Когда давление станет равным систолическому, кровь будет способна пробиться через сдавленную артерию – возникает турбулентное течение (рис. 3).

Рис.1 Рис.2 Рис.3

Характерные тоны и шумы, сопровождающие этот процесс, прослушивает врач при измерении давления, располагая фонендоскоп на артерии дистальнее манжеты (т.е. на большем расстоянии от сердца). Продолжая уменьшать давление в манжете, можно восстановить ламинарное течение крови, что заметно по резкому ослаблению прослушиваемых тонов. Давление в манжете, соответствующее восстановлению ламинарного течения в артерии, регистрируют как диастолическое.

Для измерения артериального давления применяют приборы, показанные на рис. 4, а – сфигмотонометр с ртутным манометром, б – сфигмотонометр с металлическим мембранным манометром; здесь М – манжета, Г – груша для накачивания воздуха, Р – манометр.

Рис.4

Тонометры измеряют артериальное давление осциллометрическим методом. Прибор определяет, с какой силой кровь давит на стенки артерии, и преобразует это давление в показания, имеющие цифровую форму. Для измерения давления с помощью осциллометрического тонометра не нужен стетоскоп, поэтому прибор прост в эксплуатации.

Работа, совершаемая сердцем, затрачивается на преодоление сил давления и сообщение крови кинетической энергии.

Рассчитаем работу, совершаемую при однократном сокращении левого желудочка. Изобразим V_Y – ударный объем крови – в виде цилиндра (рис. 5).

Рис.5

Можно считать, что сердце продавливает этот объем по аорте сечением S на расстоянии l при среднем давлении p. Совершаемая при этом работа

A₁=Fl=pSl=pV_y.

Дата добавления: 2017-01-14