ديناميكا الدم

الديناميكا الدموية أو الهيموديناميكية هي ديناميكيات تدفق الدم . يتم التحكم في الجهاز الدوري من خلال آليات التوازن الذاتي للتنظيم الذاتي ، تمامًا كما يتم التحكم في الدوائر الهيدروليكية من خلال أنظمة التحكم . تراقب الاستجابة الديناميكية الدموية باستمرار وتتكيف مع الظروف في الجسم وبيئته. تشرح الديناميكا الدموية القوانين الفيزيائية التي تحكم تدفق الدم في الأوعية الدموية .

يضمن تدفق الدم نقل العناصر الغذائية والهرمونات والنفايات الأيضية والأكسجين وثاني أكسيد الكربون في جميع أنحاء الجسم للحفاظ على التمثيل الغذائي على مستوى الخلية وتنظيم درجة الحموضة والضغط الاسموزي ودرجة حرارة الجسم بالكامل والحماية من الضرر الميكروبي والميكانيكي. ^[1]

الدم هو سائل غير نيوتوني ، ويتم دراسته بكفاءة أكبر باستخدام علم الروماتيزم بدلاً من علم الهيدروديناميكية. ولأن الأوعية الدموية ليست أنابيب صلبة، فإن الهيدروديناميكية الكلاسيكية وميكانيكا الموائع القائمة على استخدام مقاييس اللزوجة الكلاسيكية غير قادرة على تفسير الديناميكا الدموية. ^[2]

وتسمى دراسة تدفق الدم بعلم الديناميكا الدموية، وتسمى دراسة خصائص تدفق الدم بعلم تدفق الدم .

الدم سائل معقد، يتكون الدم من البلازما والعناصر المتكونة . تحتوي البلازما على 91.5% ماء و7% بروتينات و1.5% مواد مذابة أخرى. العناصر المتكونة هي الصفائح الدموية وخلايا الدم البيضاء وخلايا الدم الحمراء . وجود هذه العناصر المتكونة وتفاعلها مع جزيئات البلازما هي الأسباب الرئيسية التي تجعل الدم يختلف كثيرًا عن السوائل النيوتونية المثالية. ^[1]

يتصرف بلازما الدم الطبيعية مثل سائل نيوتن عند معدلات القص الفسيولوجية. القيم النموذجية للزوجة بلازما الإنسان الطبيعية عند 37 درجة مئوية هي 1.4 ميكرو نيوتن ثانية / م ^{2. [3]} تتغير لزوجة البلازما الطبيعية مع درجة الحرارة بنفس الطريقة التي تتغير بها لزوجة ماء المذيب ^[4] ؛ يؤدي تغيير درجة الحرارة بمقدار 3 درجات مئوية في النطاق الفسيولوجي (36.5 درجة مئوية إلى 39.5 درجة مئوية) إلى تقليل لزوجة البلازما بنحو 10٪. ^[5]

يتم تحديد الضغط الاسموزي للمحلول من خلال عدد الجسيمات الموجودة ودرجة الحرارة . على سبيل المثال، يحتوي محلول مولي واحد من مادة ما على6.022 × 10 ²³ جزيئات لكل لتر من تلك المادة وعند 0 درجة مئوية يكون لها ضغط اسموزي 2.27 ميجا باسكال (22.4 ضغط جوي). يؤثر الضغط الاسموزي للبلازما على آليات الدورة الدموية بعدة طرق. يؤدي تغيير فرق الضغط الاسموزي عبر غشاء خلية الدم إلى تحول الماء وتغيير حجم الخلية. تؤثر التغييرات في الشكل والمرونة على الخصائص الميكانيكية للدم الكامل. يؤدي التغيير في الضغط الاسموزي للبلازما إلى تغيير الهيماتوكريت، أي تركيز حجم خلايا الدم الحمراء في الدم الكامل عن طريق إعادة توزيع الماء بين الفراغات داخل الأوعية الدموية وخارجها. وهذا بدوره يؤثر على آليات الدم الكامل. ^[6]

تتميز خلايا الدم الحمراء بمرونتها العالية وشكلها المقعر المزدوج. ويمتلك غشاءها معامل يونج في حدود 106  باسكال . ويحدث تشوه خلايا الدم الحمراء نتيجة لإجهاد القص. فعندما يتم قص المعلق، تتشوه خلايا الدم الحمراء وتدور بسبب تدرج السرعة، ويعتمد معدل التشوه والدوران على معدل القص والتركيز. ويمكن أن يؤثر هذا على آليات الدورة الدموية وقد يعقد قياس لزوجة الدم . صحيح أنه في حالة التدفق الثابت لسائل لزج عبر جسم كروي صلب مغمور في السائل، حيث نفترض أن القصور الذاتي مهمل في مثل هذا التدفق، يُعتقد أن قوة الجاذبية الهابطة للجسيم متوازنة بقوة السحب اللزج. ومن خلال توازن القوة هذا، يمكن إثبات أن سرعة السقوط تعطى بواسطة قانون ستوكس ^{[ بحاجة لمصدر ]}

${\displaystyle U_{s}={\frac {2}{9}}{\frac {\left(\rho _{p}-\rho _{f}\right)}{\mu }}g\,a^{2}}$^[6]

حيث a هو نصف قطر الجسيم، و ρ _p و ρ _f هما كثافة الجسيم والسائل على التوالي، وμ هي لزوجة السائل، وg هي تسارع الجاذبية. ومن المعادلة أعلاه يمكننا أن نرى أن سرعة ترسيب الجسيم تعتمد على مربع نصف القطر. فإذا تم تحرير الجسيم من السكون في السائل ، فإن سرعة ترسيبه U _s تزداد حتى يصل إلى القيمة الثابتة التي تسمى السرعة النهائية (U)، كما هو موضح أعلاه. ^{[ بحاجة لمصدر ]}

تخفيف الدم هو تخفيف تركيز خلايا الدم الحمراء ومكونات البلازما عن طريق استبدال الدم جزئيًا بالغرويات أو البلورات . إنها استراتيجية لتجنب تعرض المرضى للمخاطر المحتملة لنقل الدم المتماثل . ^{[7] [8]}

يمكن أن يكون تخفيف الدم طبيعي الحجم، مما يعني تخفيف مكونات الدم الطبيعية باستخدام الموسعات. أثناء تخفيف الدم الحاد الطبيعي الحجم، يحتوي الدم المفقود لاحقًا أثناء الجراحة على عدد أقل نسبيًا من خلايا الدم الحمراء لكل مليلتر، وبالتالي تقليل فقدان الدم الكامل أثناء الجراحة. لذلك، فإن الدم الذي يفقده المريض أثناء الجراحة لا يفقده المريض بالفعل، حيث يتم تنقية هذا الحجم وإعادة توجيهه إلى المريض. ^{[ بحاجة لمصدر ]}

من ناحية أخرى، يستخدم تخفيف الدم بفرط حجم الدم (HVH) توسعًا حادًا في الحجم قبل الجراحة دون أي إزالة للدم. ومع ذلك، عند اختيار السائل، يجب التأكد من أنه عند الخلط، يتصرف الدم المتبقي في الدورة الدموية الدقيقة كما هو الحال في سائل الدم الأصلي، مع الاحتفاظ بجميع خصائص اللزوجة . ^[9]

عند تقديم حجم ANH الذي يجب تطبيقه، اقترحت إحدى الدراسات نموذجًا رياضيًا لـ ANH يحسب أقصى قدر ممكن من توفير RCM باستخدام ANH، مع الأخذ في الاعتبار وزن المرضى H _i و H _m . ^{[ بحاجة لمصدر ]}

للحفاظ على حجم الدم الطبيعي، يجب استبدال سحب الدم الذاتي في نفس الوقت بمخفف دم مناسب. ومن الناحية المثالية، يتم تحقيق ذلك عن طريق نقل الدم التبادلي متساوي الحجم لبديل البلازما مع ضغط تناضحي غرواني (OP). الغرواني هو سائل يحتوي على جزيئات كبيرة بما يكفي لممارسة ضغط أونكوتيكي عبر الغشاء الوعائي الدقيق. عند مناقشة استخدام الغرواني أو البلوري، من الضروري التفكير في جميع مكونات معادلة الزرزور:

${\displaystyle \ Q=K([P_{c}-P_{i}]S-[P_{c}-P_{i}])}$

لتحديد الحد الأدنى الآمن للهيماتوكريت المرغوب فيه لمريض معين، فإن المعادلة التالية مفيدة: ^{[ بحاجة لمصدر ]}

${\displaystyle \BL_{s}=EBV\ln {\frac {H_{i}}{H_{m}}}}$

حيث EBV هو حجم الدم المقدر ؛ تم استخدام 70 مل/كجم في هذا النموذج و H _i (الهيماتوكريت الأولي) هو الهيماتوكريت الأولي للمريض. من المعادلة أعلاه، من الواضح أن حجم الدم الذي تمت إزالته أثناء ANH إلى H _m هو نفس BL _s . عادةً ما يعتمد مقدار الدم الذي يجب إزالته على الوزن وليس الحجم. يمكن العثور على عدد الوحدات التي يجب إزالتها لتخفيف الدم إلى أقصى هيماتوكريت آمن (ANH) من خلال

${\displaystyle ANH={\frac {BL_{s}}{450}}}$

يعتمد هذا على افتراض أن كل وحدة يتم إزالتها عن طريق تخفيف الدم لها حجم 450 مل (سيختلف الحجم الفعلي للوحدة إلى حد ما نظرًا لأن إكمال التجميع يعتمد على الوزن وليس الحجم). يفترض النموذج أن قيمة تخفيف الدم تساوي H m _قبل الجراحة، وبالتالي، يجب أن تبدأ إعادة نقل الدم الذي تم الحصول عليه عن طريق تخفيف الدم عندما يبدأ SBL. يمكن حساب RCM المتاح لإعادة نقل الدم بعد ANH (RCMm) من H _i للمريض والهيماتوكريت النهائي بعد تخفيف الدم ( H _m )

${\displaystyle RCM=EVB\times (H_{i}-H_{m})}$

يتم العثور على الحد الأقصى لـ SBL الذي يمكن تحقيقه عند استخدام ANH دون الانخفاض عن Hm(BLH) من خلال افتراض أن كل الدم الذي تمت إزالته أثناء ANH يتم إعادته إلى المريض بمعدل كافٍ للحفاظ على الهيماتوكريت عند الحد الأدنى من المستوى الآمن

${\displaystyle BL_{H}={\frac {RCM_{H}}{H_{m}}}}$

إذا تم استخدام ANH طالما أن SBL لا يتجاوز BL _H فلن تكون هناك حاجة لنقل الدم. يمكننا أن نستنتج مما سبق أن H يجب ألا يتجاوز s . وبالتالي فإن الفرق بين BL _H و BL _s هو فقدان الدم الجراحي التدريجي ( BL _i ) المحتمل عند استخدام ANH.

${\displaystyle \ {BL_{i}}={BL_{H}}-{BL_{s}}}$

عندما يتم التعبير عنها من حيث RCM

${\displaystyle {RCM_{i}}={BL_{i}}\times {H_{m}}}$

حيث RCM _i هي كتلة خلايا الدم الحمراء التي يجب إعطاؤها باستخدام دم متماثل للحفاظ على H _m إذا لم يتم استخدام ANH وكان فقدان الدم يساوي BLH. ^{[ بحاجة لمصدر ]}

يفترض النموذج المستخدم استخدام ANH لمريض يبلغ وزنه 70 كجم مع حجم دم يقدر بنحو 70 مل/كجم (4900 مل). تم تقييم نطاق H _i و H _m لفهم الظروف التي يكون فيها تخفيف الدم ضروريًا لإفادة المريض. ^{[10] [11]}

يتم تقديم نتيجة حسابات النموذج في جدول موضح في الملحق لنطاق H _i من 0.30 إلى 0.50 مع إجراء ANH إلى الحد الأدنى من الهيماتوكريت من 0.30 إلى 0.15. مع إعطاء H _i من 0.40، إذا افترض أن H _m يساوي 0.25. فمن المعادلة أعلاه لا يزال عدد RCM مرتفعًا ولا يكون ANH ضروريًا، إذا لم يتجاوز BL _s 2303 مل، لأن الهيموتوكريت لن ينخفض ​​​​إلى أقل من H _m ، على الرغم من أنه يجب إزالة خمس وحدات من الدم أثناء تخفيف الدم. في ظل هذه الظروف، لتحقيق أقصى استفادة من التقنية إذا تم استخدام ANH، لن تكون هناك حاجة إلى دم متماثل للحفاظ على H _m إذا لم يتجاوز فقدان الدم 2940 مل. في مثل هذه الحالة، يمكن لـ ANH توفير ما يصل إلى 1.1 وحدة مكافئة من خلايا الدم الحمراء المعبأة، ويكون نقل الدم المتماثل ضروريًا للحفاظ على H _m ، حتى إذا تم استخدام ANH. ^{[ بحاجة لمصدر ]} يمكن استخدام هذا النموذج لتحديد متى يمكن استخدام ANH لمريض معين ودرجة ANH اللازمة لتحقيق أقصى استفادة من ذلك. ^{[ بحاجة لمصدر ]}

على سبيل المثال، إذا كانت قيمة H _i تساوي 0.30 أو أقل، فمن غير الممكن حفظ كتلة خلايا الدم الحمراء المكافئة لوحدتين من PRBC المتماثلة حتى إذا تم تخفيف دم المريض إلى قيمة H _m تساوي 0.15. وذلك لأن قيمة RCM للمريض تقصر عن المعادلة الموضحة أعلاه. إذا كانت قيمة H _i تساوي 0.40، فيجب إزالة 7.5 وحدة دم على الأقل أثناء ANH، مما ينتج عنه قيمة H _m تساوي 0.20 لحفظ تكافؤ وحدتين. ومن الواضح أنه كلما زادت قيمة H _i وزاد عدد الوحدات التي تمت إزالتها أثناء تخفيف الدم، زادت فعالية ANH في منع نقل الدم المتماثل. تم تصميم النموذج هنا للسماح للأطباء بتحديد الأماكن التي قد تكون فيها ANH مفيدة للمريض بناءً على معرفتهم بقيمة H _i وإمكانية SBL وتقدير قيمة H _m . وعلى الرغم من أن النموذج استخدم مريضًا يزن 70 كجم، إلا أنه يمكن تطبيق النتيجة على أي مريض. لتطبيق هذه النتيجة على أي وزن للجسم، يجب ضرب أي من القيم BLs وBLH وANHH أو PRBC الواردة في الجدول بالعامل الذي سنسميه T

${\displaystyle T={\frac {\text{وزن المريض بالكيلوجرام}}{70}}}$

في الأساس، تم تصميم النموذج المذكور أعلاه للتنبؤ بأقصى قيمة RCM التي يمكنها إنقاذ ANH. ^{[ بحاجة لمصدر ]}

باختصار، تم وصف فعالية ANH رياضيًا من خلال قياسات فقدان الدم الجراحي وقياس تدفق حجم الدم. يسمح هذا الشكل من التحليل بتقدير دقيق للكفاءة المحتملة للتقنيات ويظهر تطبيق القياس في المجال الطبي. ^[10]

القلب هو المحرك للدورة الدموية، حيث يضخ الدم من خلال الانقباض والاسترخاء المنتظمين. يُعرف معدل تدفق الدم خارج القلب (غالبًا ما يتم التعبير عنه باللتر/الدقيقة) باسم الناتج القلبي (CO).

يدخل الدم الذي يتم ضخه خارج القلب أولاً إلى الشريان الأورطي ، وهو أكبر شريان في الجسم. ثم ينقسم إلى شرايين أصغر وأصغر، ثم إلى شرايين صغيرة ، وفي النهاية شعيرات دموية ، حيث يحدث نقل الأكسجين. تتصل الشعيرات الدموية بالوريدات ، ثم يعود الدم عبر شبكة الأوردة إلى الأوردة الجوفاء إلى القلب الأيمن . تشكل الدورة الدموية الدقيقة - الشرايين الصغيرة والشعيرات الدموية والوريدات - معظم مساحة الجهاز الوعائي وهي موقع نقل O ₂ والجلوكوز وركائز الإنزيمات إلى الخلايا. يعيد الجهاز الوريدي الدم الخالي من الأكسجين إلى القلب الأيمن حيث يتم ضخه إلى الرئتين ليصبح مؤكسجًا ويتم تبادل ثاني أكسيد الكربون _{والنفايات الغازية الأخرى وطردها أثناء التنفس. ثم يعود الدم إلى الجانب الأيسر من القلب} حيث يبدأ العملية مرة أخرى.

في نظام الدورة الدموية الطبيعي، يكون حجم الدم العائد إلى القلب كل دقيقة مساويًا تقريبًا للحجم الذي يتم ضخه كل دقيقة (الناتج القلبي). ^[12] ولهذا السبب، يتم تحديد سرعة تدفق الدم عبر كل مستوى من مستويات نظام الدورة الدموية في المقام الأول من خلال المساحة المقطعية الإجمالية لهذا المستوى.

يتم تحديد الناتج القلبي بطريقتين. الأولى هي استخدام معادلة فيك:

${\displaystyle CO=VO2/C_{a}O_{2}-C_{v}O_{2}}$

الطريقة الأخرى للتخفيف الحراري هي استشعار التغير في درجة الحرارة من سائل تم حقنه في المنفذ القريب من سوان جانز إلى المنفذ البعيد.

يتم التعبير عن الناتج القلبي رياضيا بالمعادلة التالية:

${\displaystyle CO=SV\times HR}$

أين

• CO = الناتج القلبي (لتر/ثانية)
• SV = حجم الضربة (مل)
• معدل ضربات القلب (نبضة في الدقيقة)

يبلغ الناتج القلبي الطبيعي للإنسان 5-6 لتر/دقيقة في حالة الراحة. لا يخرج كل الدم الذي يدخل البطين الأيسر من القلب. ما يتبقى في نهاية الانبساط (EDV) مطروحًا منه حجم الضربة يشكل حجم الانقباض النهائي (ESV). ^[13]

لقد تطور الجهاز الدوري للأنواع المعرضة لضغط الدم الانتصابي (مثل الثعابين الشجرية) بخصائص فسيولوجية ومورفولوجية للتغلب على اضطراب الدورة الدموية. على سبيل المثال، في الثعابين الشجرية يكون القلب أقرب إلى الرأس، مقارنة بالثعابين المائية. وهذا يسهل تدفق الدم إلى المخ. ^{[14] [15]}

يتأثر تدفق الدم أيضًا بنعومة الأوعية الدموية، مما يؤدي إلى تدفق مضطرب (فوضوي) أو سلس. تقل النعومة بسبب تراكم الرواسب الدهنية على جدران الشرايين.

رقم رينولدز (يُشار إليه بـ NR أو Re) هو علاقة تساعد في تحديد سلوك السائل في الأنبوب، في هذه الحالة الدم في الوعاء.

تتم كتابة معادلة هذه العلاقة بلا أبعاد على النحو التالي: ^[16]

${\displaystyle NR={\frac {\rho vL}{\mu }}}$

• ρ : كثافة الدم
• v : متوسط ​​سرعة الدم
• L : البعد المميز للسفينة، في هذه الحالة القطر
• μ : لزوجة الدم

يتناسب رقم رينولدز بشكل مباشر مع سرعة وقطر الأنبوب. لاحظ أن NR يتناسب بشكل مباشر مع متوسط ​​السرعة وكذلك القطر. إن رقم رينولدز الأقل من 2300 هو تدفق سائل صفائحي، والذي يتميز بحركة تدفق ثابتة، في حين أن القيمة التي تزيد عن 4000، يتم تمثيلها على أنها تدفق مضطرب. ^[16] نظرًا لنصف قطرها الأصغر وأقل سرعة مقارنة بالأوعية الأخرى، فإن رقم رينولدز عند الشعيرات الدموية منخفض جدًا، مما يؤدي إلى تدفق صفائحي بدلاً من التدفق المضطرب. ^[17]

غالبًا ما يتم التعبير عنها بالسنتيمتر/ثانية. ترتبط هذه القيمة عكسيًا بالمساحة المقطعية الكلية للأوعية الدموية وتختلف أيضًا لكل مقطع عرضي، لأنه في الحالة الطبيعية يكون لتدفق الدم خصائص رقائقية . لهذا السبب، تكون سرعة تدفق الدم أسرع في منتصف الوعاء وأبطأ عند جدار الوعاء. في معظم الحالات، يتم استخدام متوسط ​​السرعة. ^[18] هناك العديد من الطرق لقياس سرعة تدفق الدم، مثل المجهر الشعيري بالفيديو مع تحليل الإطار إلى الإطار، أو قياس سرعة دوبلر بالليزر . ^[19] تكون سرعات الدم في الشرايين أعلى أثناء الانقباض منها أثناء الانبساط . أحد المعلمات لقياس هذا الاختلاف هو مؤشر النبض ( PI )، والذي يساوي الفرق بين ذروة السرعة الانقباضية والحد الأدنى للسرعة الانبساطية مقسومًا على متوسط ​​السرعة أثناء الدورة القلبية . تقل هذه القيمة مع المسافة من القلب. ^[20]

${\displaystyle PI={\frac {v_{الانقباض} -v_{الانبساط}}{v_{المتوسط}}}}$

العلاقة بين سرعة تدفق الدم ومساحة المقطع العرضي الكلية في الإنسان

نوع الأوعية الدموية	إجمالي مساحة المقطع العرضي	سرعة الدم بالسنتيمتر/ثانية
الشريان الأورطي	3-5 سم 2	40 سم/ثانية
الشعيرات الدموية	4500–6000 سم 2	0.03 سم/ثانية [21]
الوريد الأجوف أدنى ومتفوق	14 سم 2	15 سم/ثانية

ترتبط المقاومة أيضًا بنصف قطر الأوعية الدموية، وطول الأوعية الدموية، ولزوجة الدم.

في النهج الأول القائم على السوائل، كما هو موضح بواسطة معادلة هاجن-بوازويل . ^[16] المعادلة هي كما يلي:

${\displaystyle \Delta P={\frac {8\mu lQ}{\pi r^{4}}}}$

• ∆ P : انخفاض الضغط/التدرج
• μ : اللزوجة
• ل : طول الأنبوب. في حالة الأوعية ذات الأطوال الطويلة بشكل لا نهائي، يتم استبدال ل بقطر الوعاء.
• س : معدل تدفق الدم في الأوعية
• r : نصف قطر السفينة

في نهج ثانٍ أكثر واقعية للمقاومة الوعائية ويأتي من الملاحظات التجريبية على تدفقات الدم، وفقًا لثورستون، ^[22] توجد طبقات من خلايا إطلاق البلازما عند الجدران المحيطة بالتدفق المسدود. إنها طبقة سائلة تكون فيها اللزوجة η على مسافة δ دالة لـ δ مكتوبة على هيئة η(δ)، ولا تلتقي هذه الطبقات المحيطة في مركز الوعاء في تدفق الدم الحقيقي. بدلاً من ذلك، يوجد التدفق المسدود الذي يكون شديد اللزوجة لأنه يحمل تركيزًا عاليًا من خلايا الدم الحمراء. قام ثورستون بتجميع هذه الطبقة لمقاومة التدفق لوصف تدفق الدم عن طريق اللزوجة η(δ) والسمك δ من طبقة الجدار.

يظهر قانون مقاومة الدم على شكل R متكيفًا مع ملف تدفق الدم:

${\displaystyle R={\frac {cL\eta (\delta )}{(\pi \delta r^{3})}}}$^[22]

أين

• R = مقاومة تدفق الدم
• ج = معامل التدفق الثابت
• ل = طول السفينة
• η(δ) = لزوجة الدم في طبقة الخلايا المتحررة من البلازما على الجدار
• r = نصف قطر الأوعية الدموية
• δ = المسافة في طبقة خلية إطلاق البلازما

تختلف مقاومة الدم اعتمادًا على لزوجة الدم وحجم تدفقه المسدود (أو تدفق الغلاف نظرًا لأنهما مكملان عبر قسم الأوعية) وكذلك حجم الأوعية. وبافتراض وجود تدفق رقائقي ثابت في الوعاء، فإن سلوك الأوعية الدموية يشبه سلوك الأنبوب. على سبيل المثال، إذا كانت الضغوط p1 وp2 في طرفي الأنبوب، فإن انخفاض الضغط/التدرج يكون: ^[23]

${\displaystyle {\frac {p_{1}-p_{2}}{l}}=\Delta P}$

الشرايين الأكبر، بما في ذلك الشرايين الكبيرة بما يكفي لرؤيتها دون تكبير، هي قنوات ذات مقاومة وعائية منخفضة (بافتراض عدم وجود تغيرات تصلب الشرايين المتقدمة ) مع معدلات تدفق عالية لا تولد سوى انخفاضات صغيرة في الضغط. الشرايين والشرايين الصغيرة لديها مقاومة أعلى، وتمنح انخفاض ضغط الدم الرئيسي عبر الشرايين الرئيسية إلى الشعيرات الدموية في الجهاز الدوري.

في الشرايين الصغيرة يكون ضغط الدم أقل منه في الشرايين الرئيسية. ويرجع هذا إلى التشعبات التي تسبب انخفاض الضغط. وكلما زاد عدد التشعبات، زادت المساحة المقطعية الكلية، وبالتالي ينخفض ​​الضغط عبر السطح. وهذا هو السبب في أن الشرايين الصغيرة لديها أعلى انخفاض في الضغط ^. إن انخفاض ضغط الشرايين الصغيرة هو حاصل ضرب معدل التدفق والمقاومة: ∆P=Q xresistance. إن المقاومة العالية الملحوظة في الشرايين الصغيرة، والتي تؤثر بشكل كبير في ∆ ^{P ،} هي نتيجة لنصف قطر أصغر يبلغ حوالي 30 ميكرومتر. ^[24] فكلما كان نصف قطر الأنبوب أصغر، زادت مقاومة تدفق السوائل.

تأتي الشعيرات الدموية مباشرة بعد الشرايين الصغيرة. ووفقًا للمنطق الذي لوحظ في الشرايين الصغيرة، نتوقع أن يكون ضغط الدم أقل في الشعيرات الدموية مقارنة بالشرايين الصغيرة. نظرًا لأن الضغط هو دالة للقوة لكل وحدة مساحة، ( P  =  F / A )، فكلما زادت مساحة السطح، قل الضغط عندما تؤثر عليه قوة خارجية. وعلى الرغم من أن أقطار الشعيرات الدموية صغيرة جدًا، فإن شبكة الشعيرات الدموية لها أكبر مساحة سطح في الشبكة الوعائية. ومن المعروف أنها تحتوي على أكبر مساحة سطح (485 مم ^ 2) في الشبكة الوعائية البشرية. وكلما زادت مساحة المقطع العرضي الإجمالية، انخفض متوسط ​​السرعة وكذلك الضغط. ^[25]

يمكن للمواد المسماة بمضيقات الأوعية الدموية أن تقلل من حجم الأوعية الدموية، وبالتالي تزيد من ضغط الدم. تعمل موسعات الأوعية الدموية (مثل النتروجليسرين ) على زيادة حجم الأوعية الدموية، وبالتالي تقلل من ضغط الدم الشرياني.

إذا زادت لزوجة الدم (أصبحت أكثر سمكًا)، فإن النتيجة هي زيادة في ضغط الدم الشرياني. يمكن لبعض الحالات الطبية تغيير لزوجة الدم. على سبيل المثال، فقر الدم (انخفاض تركيز خلايا الدم الحمراء ) يقلل من اللزوجة، في حين أن زيادة تركيز خلايا الدم الحمراء تزيد من اللزوجة. كان يُعتقد أن الأسبرين والأدوية ذات الصلة " بمنع تجلط الدم " تقلل من لزوجة الدم، ولكن بدلاً من ذلك وجدت الدراسات أنها تعمل عن طريق تقليل ميل الدم إلى التجلط. ^[26]

لتحديد المقاومة الوعائية الجهازية (SVR) يتم استخدام الصيغة لحساب كافة المقاومة.

${\displaystyle R=(\Delta pressure)/flow.}$

يُترجم هذا بالنسبة لـ SVR إلى:

${\displaystyle SVR=(MAP-CVP)/CO}$

أين

• SVR = مقاومة الأوعية الدموية الجهازية (مم زئبق/لتر/دقيقة)
• MAP = متوسط ​​ضغط الدم الشرياني (مم زئبق)
• CVP = الضغط الوريدي المركزي (مم زئبقي)
• CO = الناتج القلبي (لتر/دقيقة) ^[27]

للحصول على هذا بوحدات الخشب، يتم ضرب الإجابة في 80.

تتراوح المقاومة الوعائية الجهازية الطبيعية بين 900 و1440 داين/ثانية/سم-5. ^[28]

بغض النظر عن الموقع، فإن ضغط الدم يرتبط بتوتر جدار الوعاء وفقًا لمعادلة يونغ لابلاس (على افتراض أن سمك جدار الوعاء صغير جدًا مقارنة بقطر التجويف ) :

${\displaystyle \sigma _{\theta }={\dfrac {Pr}{t}}\ }$

أين

• P هو ضغط الدم
• t هو سمك الجدار
• r هو نصف القطر الداخلي للأسطوانة.
• ${\displaystyle \sigma _{\theta }\!}$هو إجهاد الأسطوانة أو "إجهاد الطوق".

ولكي يكون افتراض الجدار الرقيق صحيحًا، يجب أن يكون سمك جدار الوعاء لا يزيد عن حوالي عُشر (غالبًا ما يشار إليه على أنه واحد على عشرين) من نصف قطره.

أما إجهاد الأسطوانة ، فهو القوة المتوسطة المؤثرة محيطيًا (عموديًا على كل من المحور ونصف قطر الجسم) في جدار الأسطوانة، ويمكن وصفه على النحو التالي:

${\displaystyle \sigma _{\theta }={\dfrac {F}{tl}}\ }$

أين:

• F هي القوة المؤثرة محيطيًا على مساحة جدار الأسطوانة التي لها الطولان التاليان كأضلاع:
• t هو سمك الاسطوانة الشعاعي
• l هو الطول المحوري للاسطوانة

عندما يتم تطبيق القوة على مادة ما فإنها تبدأ في التشوه أو الحركة. وبما أن القوة اللازمة لتشويه مادة ما (على سبيل المثال لجعل السائل يتدفق) تزداد مع حجم سطح المادة أ، ^[6] فإن حجم هذه القوة ف يتناسب طرديًا مع مساحة جزء السطح أ. لذلك، فإن الكمية (F/A) التي تمثل القوة لكل وحدة مساحة تسمى الإجهاد. يعتمد إجهاد القص عند الجدار المرتبط بتدفق الدم عبر الشريان على حجم الشريان وهندسته ويمكن أن يتراوح بين 0.5 و4 باسكال . ^[29]

${\displaystyle \sigma ={\frac {F}{A}}}$.

في ظل الظروف العادية، لتجنب تصلب الشرايين، والتخثر، وانتشار العضلات الملساء، وموت الخلايا البطانية، يحافظ الإجهاد القصي على حجمه واتجاهه ضمن نطاق مقبول. في بعض الحالات التي تحدث بسبب مطرقة الدم، يصل الإجهاد القصي إلى قيم أكبر. في حين أن اتجاه الإجهاد قد يتغير أيضًا بسبب التدفق العكسي، اعتمادًا على الظروف الديناميكية الدموية. لذلك، يمكن أن يؤدي هذا الوضع إلى مرض تصلب الشرايين. ^[30]

توصف الأوردة بأنها "أوعية السعة" في الجسم لأن أكثر من 70% من حجم الدم يوجد في الجهاز الوريدي. الأوردة أكثر مرونة من الشرايين وتتمدد لاستيعاب الحجم المتغير. ^[31]

يرجع ضغط الدم في الدورة الدموية بشكل أساسي إلى عملية ضخ القلب. ^[32] تولد عملية ضخ القلب تدفقًا نابضًا للدم، والذي يتم توصيله إلى الشرايين، عبر الدورة الدموية الدقيقة، وفي النهاية، عبر الجهاز الوريدي إلى القلب. أثناء كل نبضة قلب، يتراوح ضغط الدم الشرياني الجهازي بين الحد الأقصى ( الانقباضي ) والحد الأدنى ( الانبساطي ). ^[33] في علم وظائف الأعضاء، غالبًا ما يتم تبسيطها إلى قيمة واحدة، وهي متوسط ​​ضغط الدم الشرياني (MAP) ، والذي يتم حسابه على النحو التالي:

${\displaystyle MAP=DP+1/3(PP)}$

أين:

• MAP = متوسط ​​ضغط الدم الشرياني
• DP = ضغط الدم الانبساطي
• PP = ضغط النبض وهو الضغط الانقباضي مطروحًا منه الضغط الانبساطي. ^[34]

الاختلافات في ضغط الدم المتوسط ​​هي المسؤولة عن تدفق الدم من مكان إلى آخر في الدورة الدموية. يعتمد معدل تدفق الدم المتوسط ​​على كل من ضغط الدم ومقاومة التدفق التي تقدمها الأوعية الدموية. ينخفض ​​ضغط الدم المتوسط ​​مع تحرك الدم الدائر بعيدًا عن القلب عبر الشرايين والشعيرات الدموية بسبب الخسائر اللزجة للطاقة. ينخفض ​​ضغط الدم المتوسط ​​على الدورة الدموية بأكملها، على الرغم من أن معظم الانخفاض يحدث على طول الشرايين الصغيرة والشرايين الصغيرة . ^[35] تؤثر الجاذبية على ضغط الدم من خلال القوى الهيدروستاتيكية (على سبيل المثال، أثناء الوقوف)، والصمامات في الأوردة، والتنفس ، والضخ من تقلص العضلات الهيكلية تؤثر أيضًا على ضغط الدم في الأوردة. ^[32]

يتم التعبير عن العلاقة بين الضغط والتدفق والمقاومة في المعادلة التالية: ^[12]

${\displaystyle Flow=Pressure/Resistance}$

وعند تطبيقه على الجهاز الدوري نحصل على:

${\displaystyle CO=(MAP-RAP)/SVR}$

أين

• CO = الناتج القلبي (باللتر/الدقيقة)
• MAP = متوسط ​​ضغط الدم الشرياني (بالمليمتر زئبقي)، متوسط ​​ضغط الدم أثناء خروجه من القلب
• RAP = ضغط الأذين الأيمن (بالمليمتر زئبقي)، متوسط ​​ضغط الدم أثناء عودته إلى القلب
• SVR = مقاومة الأوعية الدموية الجهازية (بالمليمتر زئبقي * دقيقة/لتر)

يفترض الشكل المبسط لهذه المعادلة أن ضغط الأذين الأيمن يساوي تقريبًا 0:

${\displaystyle CO\approx MAP/SVR}$

ضغط الدم المثالي في الشريان العضدي ، حيث تقيس أساور ضغط الدم القياسية الضغط، هو <120/80 ملم زئبق. الشرايين الرئيسية الأخرى لها مستويات مماثلة من تسجيلات ضغط الدم مما يشير إلى تباينات منخفضة للغاية بين الشرايين الرئيسية. في الشريان غير المسمى، القراءة المتوسطة هي 110/70 ملم زئبق، ومتوسط ​​الشريان تحت الترقوة الأيمن 120/80 والشريان الأورطي البطني 110/70 ملم زئبق. ^[25] يشير الضغط الموحد نسبيًا في الشرايين إلى أن هذه الأوعية الدموية تعمل كخزان ضغط للسوائل التي يتم نقلها داخلها.

ينخفض ​​الضغط تدريجيًا مع تدفق الدم من الشرايين الرئيسية، عبر الشرايين الصغيرة، والشعيرات الدموية حتى يتم دفع الدم مرة أخرى إلى القلب عبر الأوردة الصغيرة، والأوردة عبر الوريد الأجوف بمساعدة العضلات. عند أي انخفاض معين في الضغط، يتم تحديد معدل التدفق من خلال مقاومة تدفق الدم. في الشرايين، مع غياب الأمراض، تكون مقاومة الدم ضئيلة جدًا أو معدومة. قطر الوعاء هو العامل الرئيسي الأكثر تحديدًا للتحكم في المقاومة. بالمقارنة مع الأوعية الصغيرة الأخرى في الجسم، يكون قطر الشريان أكبر بكثير (4 مم)، وبالتالي تكون المقاومة منخفضة. ^[25]

إن تدرج ضغط الدم بين الذراعين والساقين هو الفرق بين ضغط الدم المقاس في الذراعين والقياس في الساقين. وهو عادة أقل من 10 ملم زئبق، ^[36] ولكن قد يزيد في حالات مثل تضيق الأبهر . ^[36]

مراقبة الديناميكية الدموية هي مراقبة المعلمات الديناميكية الدموية بمرور الوقت، مثل ضغط الدم ومعدل ضربات القلب . يمكن مراقبة ضغط الدم إما بشكل جراحي من خلال مجموعة محول ضغط الدم (التي توفر مراقبة مستمرة)، أو بشكل غير جراحي عن طريق قياس ضغط الدم بشكل متكرر باستخدام سوار ضغط الدم القابل للنفخ .

يتم تشخيص ارتفاع ضغط الدم من خلال وجود ضغط دم شرياني 140/90 أو أكثر لزيارتين سريريتين. ^[27]

يمكن أن يظهر ضغط إسفين الشريان الرئوي ما إذا كان هناك قصور في القلب الاحتقاني، أو اضطرابات الصمام التاجي والأبهري، أو فرط حجم الدم ، أو التحويلات، أو الانسداد القلبي. ^[37]

يمكن إجراء مراقبة هيموديناميكية غير جراحية لأوعية قاع العين عن طريق التصوير المجسم بالليزر دوبلر، مع ضوء الأشعة تحت الحمراء القريبة. توفر العين فرصة فريدة لاستكشاف أمراض القلب والأوعية الدموية بشكل غير جراحي . يمكن للتصوير دوبلر بالليزر عن طريق التصوير المجسم الرقمي قياس تدفق الدم في شبكية العين والمشيمية ، حيث تظهر استجابات دوبلر الخاصة بها شكلًا على شكل نبضة مع مرور الوقت ^{[38] [39] تمكن هذه التقنية من} تصوير الأوعية الدموية الدقيقة الوظيفية غير الجراحية عن طريق قياس التباين العالي لاستجابات دوبلر من ملفات تعريف تدفق الدم في الأوعية في الجزء الخلفي من العين. تعمل الاختلافات في ضغط الدم على دفع تدفق الدم في جميع أنحاء الدورة الدموية. يعتمد معدل تدفق الدم المتوسط ​​على كل من ضغط الدم والمقاومة الهيموديناميكية للتدفق التي تظهرها الأوعية الدموية.

أ.ن.ه

تخفيف الدم الحاد الطبيعي

آنه _يو

عدد الوحدات خلال فترة ANH

ب ل _ح

أقصى فقدان للدم ممكن عند استخدام ANH قبل الحاجة إلى نقل الدم المتماثل

ب ل _أنا

فقدان الدم المتزايد ممكن مع ANH.(BL _H – BL _s )

BL _س

الحد الأقصى لفقدان الدم بدون ANH قبل الحاجة إلى نقل الدم المتماثل

فيروس إبشتاين بار

حجم الدم المقدر (70 مل/كجم)

كلية التقنية العليا

يتم التعبير عن الهيماتوكريت دائمًا هنا على هيئة كسر

أهلاً_​

الهيماتوكريت الأولي

ح _م

الحد الأدنى الآمن للهيماتوكريت

بي آر بي سي

تم حفظ مكافئ خلايا الدم الحمراء المعبأة بواسطة ANH

إدارة العلاقات العامة

كتلة خلايا الدم الحمراء.

ركم _ه

كتلة الخلايا متاحة للنقل بعد ANH

RCM _الأول

تم إنقاذ كتلة خلايا الدم الحمراء بواسطة ANH

إس بي إل

فقدان الدم الجراحي

تستخدم كلمة هيموديناميكيات الدم ( / ˌhiːmədaɪˈnæmɪks , -moʊ- / [ ^40] ) أشكالًا مركبة من hemo- (التي تأتي من الكلمة اليونانية القديمة haima ، والتي تعني الدم ) و dynamics ، وبالتالي " ديناميكيات الدم ". تتم كتابة حرف العلة في المقطع hemo- بشكل مختلف وفقًا للاختلاف ae / e .

• برن آر إم، ليفي إم إن. فسيولوجيا القلب والأوعية الدموية. الطبعة السابعة موسبي 1997
• رويل إل بي. التحكم في القلب والأوعية الدموية لدى الإنسان. مطبعة جامعة أكسفورد 1993
• براونوالد إي (محرر). أمراض القلب: كتاب مدرسي في طب القلب والأوعية الدموية. الطبعة الخامسة. دبليو بي سوندرز 1997
• Siderman S, Beyar R, Kleber AG. علم وظائف الأعضاء الكهربائية للقلب، الدورة الدموية والنقل. دار النشر الأكاديمي Kluwer 1991
• جمعية القلب الامريكية
• أوتو سي إم، ستودارد إم، واجونر إيه، زغبي دبليو إيه. توصيات لتحديد كمية تخطيط صدى القلب باستخدام دوبلر: تقرير من فريق عمل تحديد كمية دوبلر التابع للجنة التسمية والمعايير التابعة للجمعية الأمريكية لتخطيط صدى القلب. مجلة الجمعية الأمريكية لتخطيط صدى القلب 2002؛ 15: 167-184
• بيترسون إل إتش، ديناميكيات تدفق الدم النابض، مجلة البحوث الدورية 1954؛2؛127-139
• مراقبة الديناميكية الدموية، بيجاتيلو إل إم، جورج إي، مينيرفا أنيستيسيول، 2002 أبريل؛ 68(4): 219-25
• كلود فرانشيسكي التحقيق الوعائي باستخدام الموجات فوق الصوتية دوبلر ماسون 1979 ISBN Nr 2-225-63679-6
• كلود فرانشيسكي؛ مبادئ باولو زامبوني للديناميكا الدموية الوريدية ناشرو العلوم نوفا 2009-01 ISBN Nr 1606924850/9781606924853
• كلود فرانشيسكي القصور الوريدي في الحوض والأطراف السفلية - الأسباب الديناميكية الدموية
• WR Milnor: الديناميكا الدموية، ويليامز وويلكينز، 1982
• ب بو سراميك: الديناميكا الدموية الجهازية وإدارة الديناميكا الدموية، الطبعة الرابعة، ESBN 1-59196-046-0

• تعلم ديناميكا الدم