Давление крови и его измерение

Величина кровяного давления имеет большое значение для жизнедеятельности организма. Работа сердца и действие сил упругости стенок аорты приводят к периодическому изменению величины кровяного давления.- Принято измерять максимальное и минимальное давление (что под этим понимают, объясним немного позднее, в этом же параграфе). У взрослого человека нормальное максимальное давление 110—120 тор, а минимальное — 60—70 тор.

Эти цифры показывают, насколько давление крови в сосудах выше нормального атмосферного давления. Чтобы дифференцировать (отличить) гипертонию (повышенное давление) и гипотонию (пониженное давление) от других болезней, надо уметь быстро измерять кровяное давление. Давление крови можно измерять прямым методом — непосредственно в полость сосудов или сердца вводится зонд, соединенный с манометром. Однако этот метод применяется только при хирургических операциях на сердце и в медикобиологических исследованиях на животных.

Для измерения кровяного давления человека обычно применяется косвенный метод. Он основан на измерении давления воздуха, необходимого для того, чтобы сжать артерию и прекратить в ней ток крови. Прибор, служащий для этой цели, называется сфигмоманометром (рис. 10). Он состоит из манометра чашечного типа 1, резиновой груши 2 и манжеты 3.

Рис. 10. Сфигмоманометр

Манжета через тройник 4 соединена резиновыми трубками с манометром и резиновой грушей.

Обернув руку манжетой выше локтя, нагнетают в манжету грушей воздух до давления, при котором перестает прослушиваться пульс: артерия полностью зажата.

После этого постепенно выпускают воздух из манжеты (при помощи тройника), пока не появится отчетливо слышимый звук (при прослушивании пульса ниже манжеты) — начальный тон, возникающий во время прохождения крови толчками через зажатую артерию. При первом появлении начального тона производят отсчет давления по манометру — оно соответствует максимальному (систолическому) давлению.

При дальнейшем снижении давления в манжете звуковые явления постепенно прекращаются и в момент полного восстановления просвета артерии исчезают. Отсчитанное в этот момент давление воздуха в манжете соответствует минимальному (диастолическому) давлению крови.

Если в сфигмоманометре ртутный манометр заменен металлическим, то такой прибор называется сфигмотонометром.

Простейшие медицинские приборы, действующие по законам гидродинамики. Медицинский шприц. Наиболее простым и хорошо известным инструментом является шприц. Первыми из современных моделей считают шприцы Анеля и Праваца, предложенные ими в 1853 году. Эти шприцы состояли из стеклянного цилиндра емкостью 1 мл с оправой из твердого каучука и металлического стержня с кожаным поршнем. Для бактериологических целей служил шприц Коха, снабженный резиновой грушей вместо поршня. Но, наверное, идею шприца человек позаимствовал у природы.

Если внимательно посмотреть на зуб ядовитой змеи (рис. 11), мы увидим те же элементы, что и в шприце. Колющая часть зуба, полый канал и резервуар для яда напоминают иглу, полую внутри, и цилиндр шприца (рис. 11). При сокращении мышечной ткани яд попадает в полый канал зуба (роль поршня играет мышечная диафрагма).

Рис. 11. Схема строения зуба змеи и шприца

С точки зрения гидродинамики зуб змеи и все модели шприцев, вплоть до современных «Рекордов», представляют собой трубу переменного сечения, для которой справедливы и закон неразрывности струи, и уравнение Бернулли. Из уравнения Бернулли можно определить скорость вытекания лекарства из иглы шприца. При нажатии на поршень лекарственное средство подается в иглу. Так как скорость жидкости обратно пропорциональна площади сечения то незначительное смещение поршня приводит к быстрому вытеканию струи из иглы шприца.

Ингалятор — прибор, применяемый для введения лекарственных средств в капельном состоянии в область носоглотки,— разновидность пульверизатора. Напомним его действие.

Пульверизатор (рис. 12) состоит из двух трубок, расположенных под прямым углом. Горизонтально расположенная трубка 1 на конце имеет сужение, под которым располагается один конец вертикальной трубки 2, другой ее конец опущен в сосуд с жидкостью (например, во флакон с духами). Резиновой грушей 3 через горизонтальную трубку продувают воздух, в суженной части трубки 4 скорость воздуха возрастает, поэтому давление тут уменьшается и становится меньше атмосферного. Жидкость под действием атмосферного давления поднимается из сосуда вверх по вертикальной трубке, захватывается потоком воздуха и распыляется.

Рис. 12. Схема пульверизатора

В ингаляторе (рис. 13) вместо груши используют парообразователь 3 (для наглядности на рисунке он показан со спиртовкой, в приборах употребляются электрические парообразователи). Пар, проходя через сужение горизонтальной трубки 1, увеличивает скорость и у конца горизонтальной трубки создает давление ниже атмосферного. Атмосферное давление выталкивает по вертикальной трубке 2 лекарство из флакона; лекарство распыляется струей пара и через патрубок 4 вдыхается больным.

Рис. 13. Схема ингалятора

Водоструйный насос. В медицинской практике часто применяют водоструйный насос, разрежающее действие которого основано на законах гидродинамики. Водоструйный насос (рис. 14) состоит из стеклянного баллона 1, присоединяемого трубкой 2 к водопроводному крану, а трубкой 3 — к сосуду, в котором создается разрежение.

Рис. 14. Схема водоструйного насоса

Трубка 2 на конце имеет коническое сужение, поэтому вода вытекает из нее в трубку 4 с большой скоростью (согласно уравнению неразрывности струи). Давление вблизи сужения падает ниже атмосферного (уравнение Бернулли); воздух из сосуда, где создается разрежение, засасывается трубкой 3 и через щель 5 уносится потоком воды через трубку 4.

Водоструйный насос создает разрежение до 200 мм рт. ст. Он не требует смазки, бесшумен, гигиеничен. Поэтому он находит применение в медицине в качестве отсоса при операциях, для создания разрежений в клинических лабораториях и т. п.

Мы ограничились рассмотрением простейших приборов, но законы гидродинамики используются и при создании таких приборов, как искусственное сердце, легкие, почки и др. Это очень сложные приборы, и мы не можем рассматривать их работу в этой книге.