Скорость циркуляции крови в организме не всегда одинакова. Движение кровотока по сосудистому руслу изучает гемодинамика.
Кровь движется быстро в артериях (в наиболее крупных — со скоростью около 500 мм/сек), несколько медленнее — в венах (в крупных венах — со скоростью около 150 мм/сек) и совсем медленно в капиллярах (менее 1 мм/сек). Различия в скорости зависят от суммарного поперечного сечения сосудов. Когда кровь течет через последовательный ряд сосудов разного диаметра, соединенных своими концами, скорость ее движения всегда обратно пропорциональна площади поперечного сечения сосуда в данном участке.
Кровеносная система построена таким образом, что одна крупная артерия (аорта) разветвляется на большое число артерий средней величины, которые в свою очередь ветвятся на тысячи мелких артерий (так называемых артериол), распадающихся затем на множество капилляров. Каждая из ветвей, отходящих от аорты, уже самой аорты, но этих ветвей так много, что суммарное поперечное сечение их больше сечения аорты, а поэтому скорость течения крови в них соответственно ниже. По приблизительной оценке, общая площадь поперечного сечения всех капилляров тела примерно в 800 раз больше площади сечения аорты. Следовательно, скорость течения в капиллярах примерно в 800 раз меньше, чем в аорте. На другом конце капиллярной сети капилляры сливаются в мелкие вены (венулы), которые соединяются между собой, образуя все более и более крупные вены. При этом суммарная площадь поперечного сечения постепенно уменьшается, а скорость тока крови возрастает.
В ходе исследований выявлено, что данный процесс является непрерывным в организме человека вследствие разницы давления в сосудах. Прослеживается течение жидкости от участка, где оно высокое, к участку с более низким. Соответственно, имеются места, отличающиеся наименьшей и наибольшей скоростью течения.
Отличают объемную и линейную скорость крови. Под объемной скоростью понимают то количество крови, которое проходит через поперечное сечение сосуда за единицу времени. Объемная скорость во всех участках кровеносной системы одинакова. Линейная же скорость измеряется тем расстоянием, которое проходит частица крови за единицу времени (в секунду). Линейная скорость разная в различных отделах сосудистой системы.
Объемная скорость
Важным показателем гемодинамических значений является определение объемной скорости кровотока (ОСК). Это количественный показатель жидкости, циркулирующей за определенный временной отрезок сквозь поперечное сечение вен, артерий, капилляров. ОСК напрямую связана с имеющимся в сосудах давлением и сопротивлением, оказываемым их стенками. Минутный объем движения жидкости по кровеносной системе вычисляется по формуле, учитывающей эти два показателя. Однако это не свидетельствует об одинаковом объеме крови во всех ответвлениях кровеносного русла на протяжении минуты. Количество зависит от диаметра определенного участка сосудов, что никак не влияет на снабжение кровью органов, так как общее количество жидкости остается одинаковым.
Методы измерения
Определение объемной скорости не так давно еще проводилось так называемыми кровяными часами Людвига. Более эффективный метод – применение реовазографии. В основу способа положено отслеживание электрических импульсов, связанных с сопротивлением сосудов, проявляющемся в качестве реакции на воздействие тока с высокой частотностью.
При этом отмечается следующая закономерность: увеличение кровенаполнения в определенном сосуде сопровождается снижением его сопротивляемости, при уменьшении давления сопротивление, соответственно, увеличивается. Эти исследования обладают высокой диагностической ценностью для выявления заболеваний, связанных с сосудами. Для этого выполняется реовазография верхних и нижних конечностей, грудной клетки и таких органов, как почки и печень. Другой достаточно точный метод – плетизмография. Он представляет собой отслеживание изменений в объеме определенного органа, появляющихся в результате наполнения его кровью. Для регистрации этих колебаний используются разновидности плетизмографов – электрические, воздушные, водные.
Флоуметрия
Этот метод исследования движения кровотока основан на использовании физических принципов. Флоуметр прикладывается к обследуемому участку артерии, что позволяет осуществлять контроль над скоростью кровотока при помощи электромагнитной индукции. Специальный датчик фиксирует показания.
Индикаторный метод
Использование этого способа измерения СК предусматривает введение в исследуемую артерию или орган вещества (индикатора), не вступающего во взаимодействие с кровью и тканями. Затем через одинаковые временные отрезки (на протяжении 60 секунд) в венозной крови определяется концентрация введенного вещества. Эти значения используются для построения кривой линии и расчета объема циркулирующей крови. Данный метод широко применяется с целью выявления патологических состояний сердечной мышцы, мозга и других органов.
Линейная скорость
Показатель позволяет узнать скорость течения жидкости по определенной длине сосудов. Иными словами, это отрезок, который преодолевают компоненты крови в течение минуты.
Линейная скорость изменяется в зависимости от места продвижения элементов крови — в центре кровяного русла или непосредственно у сосудистых стенок. В первом случае она максимальная, во втором – минимальная. Это происходит в результате трения, действующего на компоненты крови внутри сети сосудов.
Скорость на разных участках
Продвижение жидкости по кровеносному руслу напрямую зависит от объема исследуемой части. Так, например:
• Самая высокая скорость крови наблюдается в аорте. Это объясняется тем, что тут самая узкая часть сосудистого русла. Линейная скорость крови в аорте — 0.5 м/сек.
• Скорость движения по артериям составляет около 0.3 м/секунду. При этом отмечаются практически одинаковые показатели (от 0.3 до 0.4 м/сек) как в сонных, так и в позвоночных артериях.
• В капиллярах кровь движется с наименьшей скоростью. Это происходит вследствие того, что суммарный объем капиллярного участка во много раз превышает просвет аорты. Уменьшение доходит до 0.5 м/сек.
• Кровь течет по венам со скоростью 0.1- 0.2 м/сек.
Определение линейной скорости
Использование ультразвука (эффект Доплера) позволяет с точностью определить СК в венах и артериях. Сущность метода определения скорости данного типа в следующем: на проблемный участок прикрепляют специальный датчик, узнать нужный показатель позволяет изменение частотности звуковых колебаний, отражающих процесс течения жидкости. Высокая скорость отражает низкую частоту звуковых волн. В капиллярах скорость определяется с использованием микроскопа. Наблюдение ведется за продвижением по кровяному руслу одного из эритроцитов.
Индикаторный
При определении линейной скорости также используется индикаторный способ. Применяются меченные радиоактивными изотопами эритроциты. Процедура предусматривает введение в вену, расположенную в локте, индикаторного вещества и прослеживание его появления в крови аналогичного сосуда, но в другой руке.
Формула Торричелли
Еще одним методом является применение формулы Торричелли. Здесь учитывается свойство пропускной способности сосудов. Есть закономерность: циркуляция жидкости выше в том участке, где имеется наименьшее сечение сосуда. Такой участок — аорта. Самый широкий суммарный просвет в капиллярах. Исходя из этого, максимальная скорость в аорте (500 мм/сек), минимальная – в капиллярах (0.5 мм/сек).
Использование кислорода
При измерении скорости в легочных сосудах прибегают к особому методу, позволяющему определить ее при помощи кислорода. Пациенту предлагают сделать глубокий вдох и задержать дыхание. Время появления воздуха в капиллярах уха позволяет с помощью оксиметра определить диагностический показатель. Средняя для взрослых и детей линейная скорость: прохождение крови по всей системе за 21-22 секунды. Данная норма характерна для спокойного состояния человека. Деятельность, сопровождаемая тяжелой физической нагрузкой, сокращает этот временной промежуток до 10 секунд. Кровообращение в организме человека — это движение главной биологической жидкости по сосудистой системе. О важности данного процесса говорить не приходится. От состояния кровеносной системы зависит жизнедеятельность всех органов и систем. Определение скорости кровотока позволяет своевременно выявить патологические процессы и устранить их с помощью адекватного курса терапии.