Пульсовахвиля - студопедія
При скороченні серцевого м'яза (систола) кров викидаючи-ється з серця в аорту і відходять від неї артерії. Якби стінки цих судин були жорсткими, то тиск, що виникає в крові на виході з серця, зі швидкістю звуку передалося б до перифе-рії. Пружність стінок судин призводить до того, що під час систоли кров, виштовхується серцем, розтягує аорту, артерії і артеріоли, т. Е. Великі судини сприймають за час систоли більше крові, ніж її відтікає до периферії. Систолічний тиску-ня людини в нормі дорівнює приблизно 16 кПа. Під час рас-слабленія серця (діастола) розтягнуті кровоносні судини спа-дають і потенційна енергія, повідомлена їм серцем через кров, переходить в кінетичну енергію потоку крові, при цьому підтримується діастолічний тиск, приблизно рівний 11 кПа.
Що поширюється по аорті та артеріях хвилю підвищеного тиску, викликану викидом крові з лівого шлуночка в пе-ріод систоли, називають пульсової хвилею.
Пульсовахвиля поширюється зі швидкістю 5-10 м / с і навіть більше. Отже, за час систоли (близько 0,3 с) вона повинна поширитися на відстань 1,5-3 м, що більше відстані від серця до кінцівок. Це означає, що початок пульсової хвилі досягне кінцівок раніше, ніж почнеться спад тиску в аорті. Профіль частини артерії схематично показаний на рис. 9.6: а - після проходження пульсової хвилі, б - в артерії початок пульсової хвилі, в - в артерії пульсовая хвиля, г - починається спад підвищеного тиску.
Пульсової хвилі буде відповідати пульсування швидкості кровотоку у великих артеріях, однак швидкість крові (максимальне значення 0,3-0,5 м / с) істотно менше швидкості поширення пульсової хвилі.
З модельного досвіду і з загальних уявлень про роботу серця ясно, що пульсова хвиля не є синусоїдальної (гармонійної). Як всякий періодичний процес, пульсова хвиля може бути представлена сумою гармонійних хвиль (див. § 5.4). Тому приділимо увагу, як деякої моделі, гармонійної пульсової хвилі.
Припустимо, що гармонійна хвиля [см. (5.48)] розпрощався-раняется по судині уздовж осі X зі швидкістю u. В'язкість крові і упруговязкие властивості стінок посудини зменшують амплітуду віл-ни. Можна вважати (див. Наприклад, § 5.1), що загасання хвилі буде експонентним. На підставі цього можна записати наступне рівняння для пульсової хвилі:
де р0 - амплітуда тиску в пульсової хвилі; х - відстань до довільної точки від джерела коливань (серця); t - ча-ма; w - кругова частота коливань; c - деяка константа, яка визначає загасання хвилі. Довжину пульсової хвилі можна знайти з формули
Хвиля тиску представляє деякий «надлишкове» тиску-ня. Тому з урахуванням «основного» тиску ра (атмосферний тиск або тиск в середовищі, що оточує судину) можна зраді-ня тиску записати наступним чином:
Як видно з (9.14), у міру просування крові (у міру збіль-личен х) коливання тиску згладжуються. Схематично на рис. 9.7 показано коливання тиску в аорті поблизу серця (а) і в артеріолах (б). Графіки дані в припущенні моделі гармо-нічної пульсової хвилі.
На рис. 9.8 наведені експериментальні графіки, покази-вающие зміна середнього значення тиску і швидкості литок кровотоку в залежності від типу кровоносних судин. Гідроста-тическое тиск крові не враховується. Тиск - надлишковий-ве над атмосферним. Заштрихованная область відповідає ко-лебанія тиску (пульсова хвиля).
Швидкість пульсової хвилі у великих судинах наступним об-разом залежить від їх параметрів (формула Моенса -Кортевега):
