Vénás véráramlás tulajdonságai, modellezése. 1111, Budapest, Műegyetem rkp. 3. D ép. 3. em Tel: Fax:

Vénás véráramlás tulajdonságai, modellezése

1111, Budapest, Műegyetem rkp. 3. D ép. 3. em

Tel: 463 16 80 Fax: 463 30 91 www.hds.bme.hu

Előadások áttekintése • Bevezetés • Vénás rendszer tulajdonságai • Összeroppanás jelensége, modellezése

• Viszkoelasztikus anyagmodell • Bemutató (számítások)


Bevezetés Miért érdemes foglalkozni a vénás véráramlás modellezésével? • Magyarországon a betegség miatti halálesetek 52%-át okozzák a keringési rendszer megbetegedései (Forrás: WHO Mortality Database 2005)

• Számos betegség (pl. visszér, trombózis) megértéséhez szükséges a véráramlási mechanizmusok pontosabb ismerete • A véráramlás modellezése segítséget nyújthat az orvostudománynak a gyógyításban és a terápiában Vénás véráramlás tulajdonságai, modellezése

Bevezetés Vénás érhálózat: • kisméretű vénák (venulák) (~109 darab, ~25 μm)

• vénák (kevesebb, 1.5 – 16 mm)

• vena cava inferior (↑)/superior (↓) ( 2 db, 32 mm) o többszörösen hurkolt hálózat o nagy átmérőkülönbségek o áramlás hajtóereje összetett


Vénák felépítése


Vénás érhálózat feladatai Definíció szerint: • Vér visszaszállítása a szív felé • Tárolási funkció • Alaphelyzetben a teljes vérmennyiség 75%-a található itt. • Vénás érfalban levő simaizmok összehúzódása / elernyedése befolyásolja a vér elosztását („vasoconstriction”) • Befolyásolja a szív teljesítményét is (+/- 20%) („cardiac output”)


Vénák csoportosítása Elhelyezkedés szerint: • Felületi vénák (testfelülethez közel, nincsenek hozzátartozó artériák)

• Mélyvénák (mélyebb rétegekben találhatók, mindig kapcsolódnak hozzájuk artériák)

Funkció szerint: • Szisztémás vénák (oxigénben szegény vért szállítanak a kapillárisokból a szív jobb pitvarába)

• Pulmonális vénák (oxigénben dús vért szállítanak a tüdőből a szív bal pitvarába) Vénás véráramlás tulajdonságai, modellezése

Jellemzők Különbségek az artériákhoz képest: • • • • •

Jellemzően kisebb transzmurális nyomás Kisebb falvastagság (összeroppanás!) Alaphelyzetben gyakran elliptikus keresztmetszet Áramlás iránya ellentétes (pl. kapillárisok -> szív) Billentyűk tagolják Kivételek: • vena cava superior/inferior • tüdővénák


Fogalmak Compliance dV C dp

 ml   mmHg   

• Egységnyi nyomásváltozásra jutó térfogatváltozás • V(p) kapcsolatra jellemző • vérerek esetén nem konstans

Distensibilitás 1 dV C D  V dp V

 1   mmHg    Vénás véráramlás tulajdonságai, modellezése

Fogalmak Átlagos keringési töltőnyomás („Mean filling pressure”) • adott szervre definiálható • leállítjuk a ki- és befolyást, nyomást kiegyenlítjük

Vénás ellenállás

Hagen-Poiseuille trv.: (lamináris áramlás)

p R Q 8L R 4 R

 Pas   m3   

 érfal

4v   R


Fogalmak Tehetetlenség („Inertance”) L I A

 Pas 2   3   m 

• mekkora nyomásgradiens szükséges a térfogatáram egységnyi megváltoztatásához?

dQ p  I dt


Cvéna ≈ 20-40Cartéria (de akár 200-szoros is lehet)

• a nagy compliance okozza a jelentős tárolókapacitást • ez jelentősen lecsökken „vészhelyzet” esetén (ld. „vasoconstriction”)

• akut vérzés esetén a szervezet innen pótolja a vért (1 liter vér: 5 ml artériás, 995 ml vénás)


Vénás érfal Különböző fiziológiai állapotok hatása: • Tartós fizikai munka megnöveli a compliance-t

• Környezeti hőmérséklet növeli a compliance-t • Életkor hatása: időskorra csökken az alkari vénák distensibilitása (azaz a compliance) • Vénák alakja, tulajdonságai függnek a testmérettől is


Vénás érfal Az erek un. „bioviszkoelasztikus” anyagtulajdonságokkal rendelkeznek (Monos Emil: Az érfal biomechanikája) • A deformáció nyomás- és időfüggő /ε(p,t)/ • Az érfal tágulása és elernyedése során hiszterézis lép fel

A.N. Nicolaides et al.

• Nemlineáris és veszteséges anyagmodellre van szükség! Vénás véráramlás tulajdonságai, modellezése

Phlebológia Vénás rendszer rendellenességeivel foglalkozik • Visszeres megbetegedés (vénás elégtelenség) • billentyűk meghibásodása

• Mélyvénás trombózis • vérrög keletkezik, embólia v. krónikus vénás elégtelenség alakulhat ki

• Vérrög által kiváltott gyulladás (thrombophlebitis)


Áramláskeltő mechanizmusok Vénás véráramlást létrehozó mechanizmusok: • Szív által fenntartott nyomáskülönbség (kisebb, mint az artériában, kb.15 Hgmm) • Összehúzódó vázizomzat hatása („Vénás izompumpa”) • Artériák pulzálásának hatása • Belégzés okozta hasüregi túlnyomás


Érfal összeroppanás • Izmok megfeszülése és elernyedése periodikusan összeroppantja az érfalat • Az összeroppanás hatására a vér kipréselődik az érszakaszból • A visszaáramlást vénás billentyűk akadályozzák meg

Volumetrikus elven működő „szivattyú”


Vénás izompumpa Vénás izompumpa jellemzői: • Lábikra átlagos térfogata: 1500 – 2000 ml • Lábikra által tárolt vértérfogat: 60 – 70 ml • Folyamatos izommunka: 1,5-2,0 ml/100ml -rel csökken a vértartalom a lábikrában • Fokozott izomműködés esetén a térfogatáram: ~20-30 ml/min Vénás véráramlás tulajdonságai, modellezése

Vénás billentyűk • Szerepet játszanak a hidrosztatikus nyomás korlátozásában is • Pár lépés hatására a bokában ~100 Hgmm-ről 20 Hgmm-re csökken a nyomás • Mozgás hiányában ájulás léphet fel (ortosztatikus intolerancia) -> baroreflexek lépnek működésbe • Hosszabb állás következtében kinyílnak a billentyűk, egybefüggő oszlop alakul ki • erősödő infiltráció a kapillárisokban (ödémák keletkezése) Vénás véráramlás tulajdonságai, modellezése

Vér tulajdonságai • pulmonális vénáknál oxigénben dús vér • szisztémás vénáknál szén-dioxidban gazdag vér • színe sötétvörös (nem kék!)

• nem-newtoni, heterogén folyadék • viszkozitása függ: • sebesség (ha v ↑ akkor μ ↓) • csúsztatófeszültség (ha τ ↑ akkor μ ↓)


Vénás nyomásviszonyok Fekvő testhelyzetben: • • • •

posztkapilláris venulák: kis átmérőjű vénák: nagy átmérőjű vénák: jobb pitvarbeli nyomás:

15 – 20 Hgmm 12 – 15 Hgmm 10 – 12 Hgmm 3 – 5 Hgmm

CVP centrális vénás nyomás ≈ jobb pitvar nyomása (vénás katéterrel mérhető)


Vénás véráramlás tulajdonságai, modellezése. 1111, Budapest, Műegyetem rkp. 3. D ép. 3. em Tel: Fax:

Recommend Documents