biomehanika disanja
Post on 02-Mar-2018
294 Views
Preview:
TRANSCRIPT
-
7/26/2019 Biomehanika disanja
1/21
Boylov zakon
Eksperiment: istovremena izotermna promjena
pritiska i volumena plina
R. Boyl 1662
J. Mariot 1676
-
7/26/2019 Biomehanika disanja
2/21
Boylov zakon
izvod iz molekularno-kinetike teorije topline
-
7/26/2019 Biomehanika disanja
3/21
POVRINSKA NAPETOST
3
koeficijent povrinskog napona t
(naprezanje)
.A
S
F
l
Kvaenje i nekvaenje
staklo
vazduh
F1F2
F3
A
F1F2
F3
Astaklo
vazduh
Tenost kvasi podlogu Tenost ne kvasi podlogu
FFF=F c321
3
21
cos F
FF=
-
7/26/2019 Biomehanika disanja
4/21
Laplaceov zakonprimjena u medicini
4
R
F
p1
p2
Dejstvo pritiska na sfernu povrinu
21 2 2F=p pR=
2p=
R
1 2
1 1p= +
R R
Primjer 2. Naprezanje u zidovima krvnih sudova
Krvni sud
P(mmHg) P(kPa) R(cm) (N/m)
Aorta i velike
arterije
100 13 1,3 170
Male arterije 90 12 0,5 60Arteriole 60 8 1,5 x 10-2 1,2
Kapilare 30 4 4 x 10-4 0,016
Venule 20 2,6 1 x 10-3 0,026
Vene 15 2 2 x 10-2 0,4
Vena kava 10 1,3 1,6 21
Primjer 1. Pritisak krvi u lijevom ventrukulu
Lijevi ventrikul se moe posmatrati kao sferna
upljina zatvorena membranom. Naprezanje u
membrani je veetoje dijametar upljinevei.
-
7/26/2019 Biomehanika disanja
5/21
5
Primjer 3. Formiranje aneurizme
Mada se aneurizme mogu
javiti du itavog vasku-
larnog stabla, najveibroj se
javlja na cerebralnim
arterijama i abdominalnoj
aorti. Na cerebralnim
arterijama javljaju se dva
tipa: fuziformni
(vretenastog oblika) i
sakularni(loptastog oblika).
patogeneza aneurizma
rast i remodeliranje
pucanje
stabilizovanje
zdrav krvni sud
komplikacije
pucanje
ateroskleroza
novo ispupenje
-
7/26/2019 Biomehanika disanja
6/21
6
Primer 4.Plinska embolija
(b)(a)R11 2
R2
pm
p
vkrvi
1 2
p = pm
vkrvi= 0
Oblik embolusa (zranog mjehura) u krvnom sudu kroz koji protie krv (a); u uzanom
krvnom sudu dolazi do zaepljenja (b).
1 2
2 2
mpR R
-
7/26/2019 Biomehanika disanja
7/21
Rastvorljivost plinova u tekuinama-
Henryev zakon
Pri sobnoj temperaturii pritisku 101325 Pa u 1L vode rastvori se 19mL zraka.
Eksperiment:
Sa povienjem temperature koliina
rastvorenog zraka se smanjuje! Pri povienju pritiska dva puta- rastvorljivost
zraka se povea dva puta
20 C
-
7/26/2019 Biomehanika disanja
8/21
Henryev zakon
Pri konstantnoj temperaturi parcijalni pritisak
jedne od komponenti rastvora plinske faze koja je
u ravnotei sa rastvorom, proporcionalan je
koncentraciji date komponente u rastvoru (u
aproksimaciji razblaenih rastvora)
Ili, kratko:
Rastvorljivost plina u u tekuini proporcionalna je
parijalnom pritisku tog plina.
-
7/26/2019 Biomehanika disanja
9/21
Henryev zakon
Rastvorljivost veine plinova u vodi ne razlikuje se
od rastvorljivosti zraka u vodi.
Izuzetak su spojevi koji se hemijski spajaju s vodom
ili jako disociraju na jone:
Njihova rastvorljivost u vodi: 1713 mL/L pri
temperaturi
2 2CO, SO, N
0 C
-
7/26/2019 Biomehanika disanja
10/21
Primjer 1
rastvorljivost zraka u vodi
Zrak: 79% , 21%
Rastvorljivost duika 23,54a kisika: 48,89
pri
Raun:
Sastav rastvorenog zraka je: 64,4% duika i 35,6%
kisika
2N 2O
0Ci 101325P
-1mL L
-
7/26/2019 Biomehanika disanja
11/21
Biomehanika disanja
Vanjsko disanje- ventilacija plua
Postupak razmjene zraka izmeu vanjskesredine i alveola
Zadatak biofizike disanja:odrediti rad dinih
miia, pritisak u raznim dijelovima dinogaparata, volumen plua,kretanje vazduha
-
7/26/2019 Biomehanika disanja
12/21
Biomehanika disanja
Pri udisanju se poveava zapremina grudne upljine. Bojl-Mariotov zakon:
PV=const
Ako se volumen povea opet imamo
P1V1=constIz V1>V => P1
-
7/26/2019 Biomehanika disanja
13/21
Biomehanika disanja
Iz V1>V => P1
-
7/26/2019 Biomehanika disanja
14/21
Biomehanika disanja
Iz V1 P1>P
Obrnut proces se odvija pri izdisanju, daklezapremina grudnog koa se smanjuje te dolazi
do poveanja pritiska i strujanja vazduha u
suprotnom smeru.
-
7/26/2019 Biomehanika disanja
15/21
Biomehanika disanja- udisaj
Zbog elastinosti lpua pritisak u plenrnoj
upljini je nii nego u alveolama
Pleuralni pritisak je manji od alveolarnog za
pritisak koji nastaje elastinim razvlaenjemplua
pl alv elp p p
-
7/26/2019 Biomehanika disanja
16/21
Biomehanika disanja- udisaj
Pleuralni pritisak je manji od atmosferskog zapritisak koji nastaje elastinim razvlaenjem
grudnog koa.
Konvencija: atmosferski pritisak je nula, pa je
pleuralni pritisak negativan
pl at elp p p
-
7/26/2019 Biomehanika disanja
17/21
Biomehanika disanja- udisaj
Kao mjera disanja slui volumna brzina strujanja
zraka
Rje aerodinamiki otpor koji nastaje trenjem
zraka o dine puteve
at al
V V
p pdV p
dt R R
-
7/26/2019 Biomehanika disanja
18/21
Udisaj
Za vrijeme udisaja dini miii moraju savladati sljedee sile:
elastini otpor grudnog koa
Elastini otpor plua
Dinamiki/viskozni otpor svih tkiva koja se pomjeraju priudisaju
Otpor dinih puteva
Teinu dijela grudnog koa koji se premjeta
Sile uvjetovane inercijom premjetenih masa
-
7/26/2019 Biomehanika disanja
19/21
Biomehanika disanja- izdisaj
Smanjenje volumena grudne upljine dovodi
do povienja pleuralnog pritiska. Zbog pojave
elastinih sila razvlaenja plua vazduh se u
alveolama sabija, pritisak mu je vii od
atmosferskog i zrak izlazi napolje.
-
7/26/2019 Biomehanika disanja
20/21
Otpor disanju
Pritisak potreban da se savlada trenje meu
stjenkama traheobrahijalnog drveta i zranih
struja, kao i unutar struje zraka:
4 25
8
4
l dV l dp
dt dtr r
-
7/26/2019 Biomehanika disanja
21/21
Rad disanja
Rad koji izvre svi miii pri disanju, savlaujui sveotpore pri ventilaciji plua.
-pritisak pod kojim se nalazi sistem za disanje
-prirast volumena sistema u aktu disanjaUkupni rad se odreuje metodom
pletizmografije.
2
1
A pdV
p
dV
top related