Презентация на тему: БИОМЕХАНИКА КРОВООБРАЩЕНИЯ Лектор: к.т.н. Музыка Е.Н. Кафедра біомедичних

БИОМЕХАНИКА КРОВООБРАЩЕНИЯ Лектор: к.т.н. Музыка Е.Н. Кафедра біомедичних
БИОМЕХАНИКА КРОВООБРАЩЕНИЯ Лектор: к.т.н. Музыка Е.Н. Кафедра біомедичних
БИОМЕХАНИКА КРОВООБРАЩЕНИЯ Лектор: к.т.н. Музыка Е.Н. Кафедра біомедичних
БИОМЕХАНИКА КРОВООБРАЩЕНИЯ Лектор: к.т.н. Музыка Е.Н. Кафедра біомедичних
БИОМЕХАНИКА КРОВООБРАЩЕНИЯ Лектор: к.т.н. Музыка Е.Н. Кафедра біомедичних
БИОМЕХАНИКА КРОВООБРАЩЕНИЯ Лектор: к.т.н. Музыка Е.Н. Кафедра біомедичних
БИОМЕХАНИКА КРОВООБРАЩЕНИЯ Лектор: к.т.н. Музыка Е.Н. Кафедра біомедичних
БИОМЕХАНИКА КРОВООБРАЩЕНИЯ Лектор: к.т.н. Музыка Е.Н. Кафедра біомедичних
БИОМЕХАНИКА КРОВООБРАЩЕНИЯ Лектор: к.т.н. Музыка Е.Н. Кафедра біомедичних
БИОМЕХАНИКА КРОВООБРАЩЕНИЯ Лектор: к.т.н. Музыка Е.Н. Кафедра біомедичних
БИОМЕХАНИКА КРОВООБРАЩЕНИЯ Лектор: к.т.н. Музыка Е.Н. Кафедра біомедичних
БИОМЕХАНИКА КРОВООБРАЩЕНИЯ Лектор: к.т.н. Музыка Е.Н. Кафедра біомедичних
БИОМЕХАНИКА КРОВООБРАЩЕНИЯ Лектор: к.т.н. Музыка Е.Н. Кафедра біомедичних
БИОМЕХАНИКА КРОВООБРАЩЕНИЯ Лектор: к.т.н. Музыка Е.Н. Кафедра біомедичних
БИОМЕХАНИКА КРОВООБРАЩЕНИЯ Лектор: к.т.н. Музыка Е.Н. Кафедра біомедичних
БИОМЕХАНИКА КРОВООБРАЩЕНИЯ Лектор: к.т.н. Музыка Е.Н. Кафедра біомедичних
БИОМЕХАНИКА КРОВООБРАЩЕНИЯ Лектор: к.т.н. Музыка Е.Н. Кафедра біомедичних
БИОМЕХАНИКА КРОВООБРАЩЕНИЯ Лектор: к.т.н. Музыка Е.Н. Кафедра біомедичних
БИОМЕХАНИКА КРОВООБРАЩЕНИЯ Лектор: к.т.н. Музыка Е.Н. Кафедра біомедичних
БИОМЕХАНИКА КРОВООБРАЩЕНИЯ Лектор: к.т.н. Музыка Е.Н. Кафедра біомедичних
БИОМЕХАНИКА КРОВООБРАЩЕНИЯ Лектор: к.т.н. Музыка Е.Н. Кафедра біомедичних
БИОМЕХАНИКА КРОВООБРАЩЕНИЯ Лектор: к.т.н. Музыка Е.Н. Кафедра біомедичних
БИОМЕХАНИКА КРОВООБРАЩЕНИЯ Лектор: к.т.н. Музыка Е.Н. Кафедра біомедичних
БИОМЕХАНИКА КРОВООБРАЩЕНИЯ Лектор: к.т.н. Музыка Е.Н. Кафедра біомедичних
БИОМЕХАНИКА КРОВООБРАЩЕНИЯ Лектор: к.т.н. Музыка Е.Н. Кафедра біомедичних
1/25
Средняя оценка: 4.6/5 (всего оценок: 78)
Код скопирован в буфер обмена
Скачать (1867 Кб)
1

Первый слайд презентации

БИОМЕХАНИКА КРОВООБРАЩЕНИЯ Лектор: к.т.н. Музыка Е.Н. Кафедра біомедичних електронних пристроїв та систем БИОМЕХАНИКА. Лекция 5

Изображение слайда
2

Слайд 2

Рассмотреть необходимые понятия и физические законы, применяемые при изучении биомеханики кровообращения Цель лекции Краткое содержание Основные понятия Физ. свойства жидкостей Ньютоновские та неньютоновские жидкости Закон Бернулли Уравнения непрерывности и Навье - Стокса Число Рейнольдса Сила сопротивления Виды потоков Течение крови в сосудах График кровяного давления Разветвление сосудов Пример патологии стенки сосуда (аневризма) Лекція 2

Изображение слайда
3

Слайд 3

Основные понятия ГИДРОДИНАМИКА (от гр. hydor — вода и динамика ), раздел гидродинамики, в котором изучается движение несжимаемых жидкостей и их взаимодействие с твердыми телами. ГИДРОДИНАМИКА — исторически наиболее ранний и сильно развитый раздел механики жидкостей и газов, поэтому иногда гидродинамикой не вполне правомерно называют всю гидроаэромеханику или относят к гидродинамике проблемы, составляющие предмет газовой динамики, где изучается движение сжимаемых сред.

Изображение слайда
4

Слайд 4

Физические свойства жидкостей НЕПРЕРЫВНОСТЬ - непрерывное распределение в пространстве физических параметров, характеризующих жидкость НЕСЖИМАЕМАЯ ЖИДКОСТЬ – жидкость, оказывающая значительное сопротивление сжатию, и практически не изменяющая свой объем под действием всесторонних сил давления, нормальных к поверхности, ограничивающей рассматриваемый объем. ВЯЗКОСТЬ ( внутреннее трение ), свойство текучих тел (жидкостей и газов) оказывать сопротивление перемещению одной из части относительно другой. Основной закон вязкого течения был установлен Ньютоном. ТЕКУЧЕСТЬ – свойство тел пластически или вязко деформироваться под действием напряжений. Текучесть характеризуется величиной, обратной вязкости.

Изображение слайда
5

Слайд 5

ПЛАЗМУ крови можно считать ньютоновской жидкостью. КРОВЬ, в определенном диапазоне скоростей сдвига, нельзя считать ньютоновской жидкостью: ее вязкость зависит от скорости сдвига. В артериях зависимость вязкости от скорости сдвига крайне незначительна, в микрососудах — существенна. КРОВЬ можно считать несжимаемой жидкостью с постоянной плотностью. Ньютоновские жидкости -- жидкости, в которых напряжение всюду прямопропорционально местной скорости сдвига, т. е. жидкости, обладающие постоянной вязкостью

Изображение слайда
6

Слайд 6

Основной закон вязкого течения был установлен И. Ньютоном (1687): F — тангенциальная (касательная) сила, вызывающая сдвиг слоёв жидкости относительно друг друга; η — коэффициент динамической вязкости, количественно характеризирующий сопротивление жидкости смещению её слоёв; (  2 —  1 )/( z 2 — z 1 ) — градиент скорости течения (быстрота изменения её от слоя к слою за координатою z ), иначе — скорость сдвига; S — площадь слоя, по которому происходит сдвиг.

Изображение слайда
7

Слайд 7

РЕОЛОГИЯ (от греч. rhéos — течение, поток и... логия), наука о деформациях и текучести вещества. Реология рассматривает процессы, связанные с необратимыми остаточными деформациями и течением разнообразных вязких и пластических материалов (неньютоновских жидкостей, дисперсных систем и др.), а также явления релаксации напряжений, упругого последействия и т.д. БИОРЕОЛОГИЯ исследует течение разнообразных биологических жидкостей (например, крови, синовиальной, плевральной и др.), деформации различных тканей (мышц, костей, кровеносных сосудов) у человека и животных.

Изображение слайда
8

Слайд 8

Закон Бернулли является следствием закона сохранения энергии для стационарного потока идеальной (то есть без внутреннего трения) несжимаемой жидкости: ρv 2 /2 + ρg h + P = const Здесь, ρ — плотность жидкости, v — скорость потока, h — высота, на которой находится рассматриваемый элемент жидкости, P — давление Закон Бернулли

Изображение слайда
9

Слайд 9

полное давление в установившемся потоке жидкости остается постоянным вдоль этого потока; полное давление состоит из весового, статического и динамического давления; при уменьшении сечения потока, из-за возрастания скорости, то есть динамического давления, статическое давление падает; можно применить к истечению идеальной несжимаемой жидкости через малое отверстие в боковой стенке или дне широкого сосуда. Из закона Бернулли следует:

Изображение слайда
10

Слайд 10

(1) (2) (3) Уравнения непрерывности и Навье - Стокса (для описания движения несжимаемой жидкости)

Изображение слайда
11

Слайд 11

Уравнения (1) и (2) – проекции векторного уравнения количества движения F= m a ( второго закона Ньютона ), причем вязкие силы связаны со скоростью деформаций линейным ньютоновским законом для касательных напряжений; (3) – выражает закон сохранения массы. ! Приведенные уравнения записаны для ЭЙЛЕРОВСКОЙ СИСТЕМЫ КООРДИНАТ, т.е. в неподвижной системе, относительно которой двигается жидкость Иное – ЛАНГРАЖЕВО описание, в котором система координат движется вместе с жидкостью

Изображение слайда
12

Слайд 12

ОСБОРН РЕЙНОЛЬДС (1842-1912 гг.) экспериментально получил еще один важный критерий гидродинамического подобия, представляющий собой отношение сил инерции к силам вязкости и широко используемый в практике судостроения. Re = v L / n, (1883 г.) где Re - число Рейнольдса ; v - скорость потока жидкости или движения тела в ней, м/c; L - длина или прочий характерный геометрический размер тела, м; n - кинематический коэффициент вязкости, м 2 /c. Сопротивление трения жидкости о стенки твердого тела зависит от характера течения жидкости. В зависимости от него пограничный слой разделяется на : ЛАМИНАРНЫЙ и ТУРБУЛЕНТНЫЙ Число Рейнольдса

Изображение слайда
13

Слайд 13

1 - ламинарный пограничный слой; 2 - турбулентный пограничный слой; 3 - толщина пограничного слоя; 4 - эпюра скорости линий тока; 5 - линии тока ламинарного пограничного слоя; 6 – эпюра средней скорости турбулентного потока; 7 – вихри турбулентного пограничного слоя. Эпюры скоростей (в ламинарном и турбулентном пограничном слое)

Изображение слайда
14

Слайд 14

Для кровотока в аорте значения числа РЕЙНОЛЬДСА - от 6000 до 9000. Завихрения преимущественно возникают во время снижения давления. За счет податливости стенок сосудов устойчивость ламинарного течения повышается. Для системы кровеносных сосудов критические числа РЕЙНОЛЬДСА выше, чем для жестких трубок. Существует взаимосвязь между сдвиговым напряжением, локальной турбулентностью и возникновением на сосудистых стенках жировых бляшек — предвестников атеросклероза. По­этому, обнаружение зон турбулентности в кровеносной системе представляет большой клинический интерес.

Изображение слайда
15

Слайд 15

Сила сопротивления Сила сопротивления F, действующая со стороны потока жидкости на медленно движущееся в ней тело шарообразной формы, определяется по формуле СТОКСА. R – радиус тела, u – его скорость, η – динамическая вязкость жидкости. Формула справедлива при Re<<1.

Изображение слайда
16

Слайд 16

Скорость u установившегося падения твердого шара в вязкой жидкости, происходящего под действием силы тяжести, в пределах применимости формулы Стокса равна ρ ‘ – плотность шара g – ускорение свободного падения

Изображение слайда
17

Слайд 17

СТАЦИОНАРНЫЙ ПОТОК — поток, скорость которого в любой точке никогда не меняется. Жидкость в любой точке постоянно заменяется новой жидкостью, движущейся в точности таким же образом. Полное давление ( Н ): р, v, z – давление, скорость и уровень в любой точке среды;  - плотность жидкости Виды потоков

Изображение слайда
18

Слайд 18

100 мл /c 100 мл / с ПРИ СТАЦИОНАРНОМ ПОТОКЕ скорость Поток Давление P(r = 4) > P(r = 2) > P(r = 1) r = 1 r = 2 r = 4 Если по ходу некоторой жесткой трубки изменяется площадь ее поперечного сечения Р, то изменяется и скорость потока. Когда трубка сужается, скорость движения жидкости возрастает; когда трубка становится шире, течение замедляется. Разница в давлении – инициирует движение жидкости. Кинетическая энергия пропорциональна ( скорости ) 2 При увеличении скорости, давление убывает

Изображение слайда
19

Слайд 19

НЕСТАЦИОНАРНЫЙ ПОТОК – направление локального вектора скорости может изменяться и линия тока в последующий момент времени может проходить через точку, соответствующую положению в предыдущий момент. В широком диапазоне изменения градиента скорости наблюдается падение относительной вязкости примерно на порядок

Изображение слайда
20

Слайд 20

Скорость течения жидкости в трубке характеризуется параболической зависимостью от радиуса трубки. Параболический профиль скорости имеет место только при стационарном течении, которое устанавливается не сразу. Это становится важным, если по направлению течения диаметр трубки скачкообразно меняется и проявляется входной эффект Вычисление скорости потока ( V ) при различных радиальных расстояниях ( r ) от центра трубопровода к стене (где поток предположительно стационарный, V =0). Поток быстрее в аксиальном направлении и уменьшается возле стенок.

Изображение слайда
21

Слайд 21

Течение крови в сосудах в артериальной части системы кровообращения течение пульсирующее ; сосуды радиально и продольно растяжимы, разветвлены и изогнуты, их кривизна может меняться в результате упругих деформаций; в крупных сосудах возникают турбулентное движение и входные эффекты, связанные с резким изменением сечения сосуда; радиус капилляра может быть равным радиусу эритроцита или даже еще меньше его; на вязкость крови влияет эффект переменной концентрации частиц в суспензии. Особенности течения крови :

Изображение слайда
22

Слайд 22

(на оси абсцисс —относительная доля общего объема крови) График кровяного давления (в различных отделах кровяного русла человека)

Изображение слайда
23

Слайд 23

Разветвление сосуда Устойчивость ламинарного течения зависит от угла разветвления сосудов и от отношения площади поперечных сечений основного сосуда и его ответвлений Разветвление сосудов Профиль течения крови в модели разветвления общей сонной артерии человека при протекании 70% крови через внутреннюю артерию

Изображение слайда
24

Слайд 24

Пример патологии стенки сосуда (аневризма)

Изображение слайда
25

Последний слайд презентации: БИОМЕХАНИКА КРОВООБРАЩЕНИЯ Лектор: к.т.н. Музыка Е.Н. Кафедра біомедичних

1) механические явления при течении крови в сосудах; 2) роль этих явлений в функционировании биологических систем; 3) практическое приложение результатов для клинических целей и целей диагностики; 4) влияние гемодинамических факторов на происхождение атеросклероза. Рассматривая движение крови, необходимо исследовать: Выводы по биомеханике кровообращения

Изображение слайда