Samenvatting MFP: Bloedsomloop – Vermeersch
H2 – Hemodynamiek Vermeersch
Hemodynamica Beweging van bloed, beschrijft in fysische termen de
circulatie
Cardiovasculair Functie:
systeem: - Primair:
Functie en regulatie Distributie van opgeloste gassen en stoffen voor
voeding
Groei en herstel
Afvoeren van afvalstoffen
- Secondair:
Snelle chemische signaalgeving: hormonen -
neurotransmitters
Afvoer van warmte
Zorgen voor afweer – ontstekingsreacties
Regulatie:
Sterk gereguleerd om te beantwoorden aan variabele
behoeften
Het hart Een opmerkelijke seriële pomp
Gewicht= +/- 300 g
Snelheid: 60/min (rust) tot >200/min (inspanning)
Debiet: 5L/min (rust) tot >25L/min (inspanning)
Het bloed +/- 8% van het lichaamsgewicht (5-6L)
Complexe samenstelling:
- Bloedlichaampjes (RBC, WBC, PLT)
- Plasma
Complexe rheologie:
- Complexe microstructuur
- Bloedlichaampjes zakken uit oiv zwaartekracht
Hematocriet (Hct) = volume RBC/ totaal volume (40-
45%)
Vloeibare staat opgeheven bij coagulatie met vorming
klonter
De bloedvaten Hoge druk:
LV => systhemische capillairen
Lage druk:
Rest
Systhemische circulatie:
- Hoge druk
- Talrijke in parallel geschakelde vaatbedden
- Basale arteriële bloedvaattonus essentieel voor
goede werking
- Modulatie bloedstroom door gerichte vasodilatatie en
vasoconstrictie
Massieve vasodilatatie => Part daalt => shock
(inadequate perfusie weefsels)
Pulmonale circulatie
1
, - Lage druk
- Arteries in rust gedilateerd (=>lage druk)
Systhemische en pulmonale circulatie staan in serie
geschakeld
Wet van Ohm en Stroom: I= (verschil V)/ R
hydraulisch analoog Hydraulisch analoog: F= (verschil P)/R (F=flow of debiet)
Hartdebiet of CO 5L/min in rust tot 25 L/min bij inspanning
CO=F= HR x SV = (verschil P)/R
Verschil P= drukverval tussen proximale aorta en vena
cava
R= systhemisch vasculaire weerstand= SVR
Meten van druk P (Pa)= rho x g x h (hydrostatische druk)
- 1cmH2O = 1000 (kg/m3) x 9,81 x 0,01
= 98,1 Pa
- 1mmHg = 13600 (kg/m3) x 9,81 x 0,001 = 133 Pa =
1,36 cm H2O
Druk in een 3 soorten drukken (en hun assen) in een bloedvat
bloedvat - Drijvende druk (driving pressure): onderhoudt de
circulatie
Drukverval in richting van de bloedstroming,
oorzaak van bloedstroming (perfusie):
Verschil P= P1-P2
Blijft overal gelijk
- Transmurale druk: bepaalt de afmeting van de
vaten (en weerstand in circulatie)
Drukverval loodrecht op de bloedstroming ,
distensibiliteit van de vaten en compliantie
Verschil P= Pi - Po
- Hydrostatische druk: door de zwaartekracht
Druk door de aanwezigheid van de gravitatie
Verschil P= P1-P2; verschil P = rho x g x verschil h
Ook aanwezig zonder stroming
Veranderd bij rechtstaan en liggen
Stroom in een F (of Q) = delta V/delta t
geïdealiseerde buis = A x delta x/ delta t = A x v (gemiddelde snelheid)
Wet van Hagen Poiseuille (enkel geldig in een rigiede
cilinder)
l= lengte; eta= viscositeit
Viscositeit = maat voor wrijving tussen 2 lagen
Eta = (N/m2) (1/s) = Pa x s (1cP = 1mPa.s)
Eta (bloed, 37°C) = 3,5cP
Eta (water, 20°C) = 1cP
Voorwaarden voor 1) Vloeistof is niet comprimeerbaar
Wet van Hagen- 2) Buis is rigide en cilindrisch (eenvoudige geometrie)
Poiseuille 3) Snelheid thv de opp moet 0 zijn
2
, 4) Stroming moet laminair zijn
5) Viscositeit is cte (overal gelijk in het bloedvat onafh
van grootte van de shear stress)
6) Debiet is stabiel (niet pulsatiel)
Getal van Reynolds
Kritisch punt: 2040 +- 10 in lange buis (d= 4mm, l=15m)
Boven het kritische punt kan turbulentie optreden
(laminaire flow tot Re=4400 in experiment)
Maar Bloedstroom:
laminair Re <2000 en turbulentie Re > 3000
Meer kans op turbulentie bij:
- Hoog HD (hartdebiet) (hogere gemiddelde snelheid)
- Anemie (lagere viscositeit)
- Arteriële stenose (lagere straal, maar hogere
gemiddelde snelheid tot de 2de bij een gelijke kracht)
Geruis en trillingen
Toepassing Normaal hartdebiet: CO = 6L/min (100cm3/s)
Stroomsnelheid: CO/pi x r2 = 14,1cm/s (proximale aorta:
d= 3cm)
Bloed: dichtheid: 1,06 g/ml (=1060 kg/m3), viscositeit:
3,5cP (=3,5mPa)
Re = (2 x 0,015 x 0,14 x 1060) / 0,0035 = 1281
Zware inspanning: CO x 5 => Re => 3000 => turbulente
stroom
Laminaire flow Wanneer een vloeistif een buis binnengaat of na passage
ontwikkelt zich in door bochten, kleppen of pompen is er een zekere lengte
een lange buis nodig alvorens de stroom laminair wordt (ingangslengte)
vanuit plug flow
Shear stress of -Elk fluid dat langs een wand beweegt zal shear stress
schuifspanning ondervinden. Voor een vloeistof die laminair stroomt
is de snelheid thv de wand 0, maar iets verder
weg van de rand beweegt de vloeistof wel
- Shear stress stimuleert de productie van NO en
PC (prostacycline) door het vasculair endotheel
- Shear stress is afh van de viscositeit en de
gemiddelde snelheid
- Plaatsen met verminderde shear stress zoals
bochten en splitsingen zijn voorbeschikt voor
atherosclerose
Toepassing: Normaal tricuspide klep
bicuspide aortaklep - Meest frequente aangeboren hartafwijking (1-2% van
de bevolking)
- Kan leiden tot een hoorbaar geruis (2de IC rechts)
- Verhoogd risico op aortastenose tgv veranderde
hemodynamiek en mechanische stress
Viscositeit is ook ifv - Fibrinogeen
3
, een reeks factoren - Hematocriet
- Bloedvatdiameter
- Stroomsnelheid
- Temperatuur
ESR Sedimentatie
Laboratoriumtest voor de bezinkingssnelheid van
RBC
- Voor ontsteking
- Bloed opgezogen in een capillair
- RBC zakken oiv Fzw
- Aflezen na 1u (mm/u)
- Beïnvloed door tal van factoren:
Eiwitten (oa fibrinogeen stijging => maskeert
negatieve ladingen op RBC => ESR stijging)
Hematocriet (Hct daalt => RBC hinderen elkaar
minder => ESR stijging)
Aspecifiek!
MAP ( Systolische druk + 2x diastolische druk ) /3
Hartcyclus Leidt tot pulsatiele flow en drukveranderingen in de
grote bloedvaten
- Omdat het hart intermittent bloed uitpompt is de
flow niet cte
- De pulsatiele flow en druk hebben een amplitude en
een fase die niet perfect aan elkaar gekoppeld zijn in
de tijd
deltaP/F niet gelijk aan R, maar complex gegeven
- mechanische impedantie of weerstand tegen
verandering (delta P /F) is niet enkel afh van
weerstand (reëel deel), maar ook van de compliantie
en de inertie-eigenschappen van de vaatwand en
bloed (reactantie, imaginair deel)
Relatie kan niet eenvoudig beschreven
worden met de wet van Ohm, maar vereist
een complexer model nodig analoog aan
model voor wisselspanning (AC) met
reactantie (vb capacitator, inductor)
Compliantie Stijfheid: relatie van delta P en delta V
Toename van het intravasculair volume
leidt tot een toename van de transmurale druk
Toename transmurale druk
leidt tot een toename van het intravasculair
volume/diameter
Opslag potentiële E in aorta tijdens de systole =>
aorta rekt uit => bij diastole terug verkleinen en
bloed vooruit duwen (Epe->Ek)
Diastole= krimpen= kinetische Energie
Systole= uitrekken= potentiële Energie
4
H2 – Hemodynamiek Vermeersch
Hemodynamica Beweging van bloed, beschrijft in fysische termen de
circulatie
Cardiovasculair Functie:
systeem: - Primair:
Functie en regulatie Distributie van opgeloste gassen en stoffen voor
voeding
Groei en herstel
Afvoeren van afvalstoffen
- Secondair:
Snelle chemische signaalgeving: hormonen -
neurotransmitters
Afvoer van warmte
Zorgen voor afweer – ontstekingsreacties
Regulatie:
Sterk gereguleerd om te beantwoorden aan variabele
behoeften
Het hart Een opmerkelijke seriële pomp
Gewicht= +/- 300 g
Snelheid: 60/min (rust) tot >200/min (inspanning)
Debiet: 5L/min (rust) tot >25L/min (inspanning)
Het bloed +/- 8% van het lichaamsgewicht (5-6L)
Complexe samenstelling:
- Bloedlichaampjes (RBC, WBC, PLT)
- Plasma
Complexe rheologie:
- Complexe microstructuur
- Bloedlichaampjes zakken uit oiv zwaartekracht
Hematocriet (Hct) = volume RBC/ totaal volume (40-
45%)
Vloeibare staat opgeheven bij coagulatie met vorming
klonter
De bloedvaten Hoge druk:
LV => systhemische capillairen
Lage druk:
Rest
Systhemische circulatie:
- Hoge druk
- Talrijke in parallel geschakelde vaatbedden
- Basale arteriële bloedvaattonus essentieel voor
goede werking
- Modulatie bloedstroom door gerichte vasodilatatie en
vasoconstrictie
Massieve vasodilatatie => Part daalt => shock
(inadequate perfusie weefsels)
Pulmonale circulatie
1
, - Lage druk
- Arteries in rust gedilateerd (=>lage druk)
Systhemische en pulmonale circulatie staan in serie
geschakeld
Wet van Ohm en Stroom: I= (verschil V)/ R
hydraulisch analoog Hydraulisch analoog: F= (verschil P)/R (F=flow of debiet)
Hartdebiet of CO 5L/min in rust tot 25 L/min bij inspanning
CO=F= HR x SV = (verschil P)/R
Verschil P= drukverval tussen proximale aorta en vena
cava
R= systhemisch vasculaire weerstand= SVR
Meten van druk P (Pa)= rho x g x h (hydrostatische druk)
- 1cmH2O = 1000 (kg/m3) x 9,81 x 0,01
= 98,1 Pa
- 1mmHg = 13600 (kg/m3) x 9,81 x 0,001 = 133 Pa =
1,36 cm H2O
Druk in een 3 soorten drukken (en hun assen) in een bloedvat
bloedvat - Drijvende druk (driving pressure): onderhoudt de
circulatie
Drukverval in richting van de bloedstroming,
oorzaak van bloedstroming (perfusie):
Verschil P= P1-P2
Blijft overal gelijk
- Transmurale druk: bepaalt de afmeting van de
vaten (en weerstand in circulatie)
Drukverval loodrecht op de bloedstroming ,
distensibiliteit van de vaten en compliantie
Verschil P= Pi - Po
- Hydrostatische druk: door de zwaartekracht
Druk door de aanwezigheid van de gravitatie
Verschil P= P1-P2; verschil P = rho x g x verschil h
Ook aanwezig zonder stroming
Veranderd bij rechtstaan en liggen
Stroom in een F (of Q) = delta V/delta t
geïdealiseerde buis = A x delta x/ delta t = A x v (gemiddelde snelheid)
Wet van Hagen Poiseuille (enkel geldig in een rigiede
cilinder)
l= lengte; eta= viscositeit
Viscositeit = maat voor wrijving tussen 2 lagen
Eta = (N/m2) (1/s) = Pa x s (1cP = 1mPa.s)
Eta (bloed, 37°C) = 3,5cP
Eta (water, 20°C) = 1cP
Voorwaarden voor 1) Vloeistof is niet comprimeerbaar
Wet van Hagen- 2) Buis is rigide en cilindrisch (eenvoudige geometrie)
Poiseuille 3) Snelheid thv de opp moet 0 zijn
2
, 4) Stroming moet laminair zijn
5) Viscositeit is cte (overal gelijk in het bloedvat onafh
van grootte van de shear stress)
6) Debiet is stabiel (niet pulsatiel)
Getal van Reynolds
Kritisch punt: 2040 +- 10 in lange buis (d= 4mm, l=15m)
Boven het kritische punt kan turbulentie optreden
(laminaire flow tot Re=4400 in experiment)
Maar Bloedstroom:
laminair Re <2000 en turbulentie Re > 3000
Meer kans op turbulentie bij:
- Hoog HD (hartdebiet) (hogere gemiddelde snelheid)
- Anemie (lagere viscositeit)
- Arteriële stenose (lagere straal, maar hogere
gemiddelde snelheid tot de 2de bij een gelijke kracht)
Geruis en trillingen
Toepassing Normaal hartdebiet: CO = 6L/min (100cm3/s)
Stroomsnelheid: CO/pi x r2 = 14,1cm/s (proximale aorta:
d= 3cm)
Bloed: dichtheid: 1,06 g/ml (=1060 kg/m3), viscositeit:
3,5cP (=3,5mPa)
Re = (2 x 0,015 x 0,14 x 1060) / 0,0035 = 1281
Zware inspanning: CO x 5 => Re => 3000 => turbulente
stroom
Laminaire flow Wanneer een vloeistif een buis binnengaat of na passage
ontwikkelt zich in door bochten, kleppen of pompen is er een zekere lengte
een lange buis nodig alvorens de stroom laminair wordt (ingangslengte)
vanuit plug flow
Shear stress of -Elk fluid dat langs een wand beweegt zal shear stress
schuifspanning ondervinden. Voor een vloeistof die laminair stroomt
is de snelheid thv de wand 0, maar iets verder
weg van de rand beweegt de vloeistof wel
- Shear stress stimuleert de productie van NO en
PC (prostacycline) door het vasculair endotheel
- Shear stress is afh van de viscositeit en de
gemiddelde snelheid
- Plaatsen met verminderde shear stress zoals
bochten en splitsingen zijn voorbeschikt voor
atherosclerose
Toepassing: Normaal tricuspide klep
bicuspide aortaklep - Meest frequente aangeboren hartafwijking (1-2% van
de bevolking)
- Kan leiden tot een hoorbaar geruis (2de IC rechts)
- Verhoogd risico op aortastenose tgv veranderde
hemodynamiek en mechanische stress
Viscositeit is ook ifv - Fibrinogeen
3
, een reeks factoren - Hematocriet
- Bloedvatdiameter
- Stroomsnelheid
- Temperatuur
ESR Sedimentatie
Laboratoriumtest voor de bezinkingssnelheid van
RBC
- Voor ontsteking
- Bloed opgezogen in een capillair
- RBC zakken oiv Fzw
- Aflezen na 1u (mm/u)
- Beïnvloed door tal van factoren:
Eiwitten (oa fibrinogeen stijging => maskeert
negatieve ladingen op RBC => ESR stijging)
Hematocriet (Hct daalt => RBC hinderen elkaar
minder => ESR stijging)
Aspecifiek!
MAP ( Systolische druk + 2x diastolische druk ) /3
Hartcyclus Leidt tot pulsatiele flow en drukveranderingen in de
grote bloedvaten
- Omdat het hart intermittent bloed uitpompt is de
flow niet cte
- De pulsatiele flow en druk hebben een amplitude en
een fase die niet perfect aan elkaar gekoppeld zijn in
de tijd
deltaP/F niet gelijk aan R, maar complex gegeven
- mechanische impedantie of weerstand tegen
verandering (delta P /F) is niet enkel afh van
weerstand (reëel deel), maar ook van de compliantie
en de inertie-eigenschappen van de vaatwand en
bloed (reactantie, imaginair deel)
Relatie kan niet eenvoudig beschreven
worden met de wet van Ohm, maar vereist
een complexer model nodig analoog aan
model voor wisselspanning (AC) met
reactantie (vb capacitator, inductor)
Compliantie Stijfheid: relatie van delta P en delta V
Toename van het intravasculair volume
leidt tot een toename van de transmurale druk
Toename transmurale druk
leidt tot een toename van het intravasculair
volume/diameter
Opslag potentiële E in aorta tijdens de systole =>
aorta rekt uit => bij diastole terug verkleinen en
bloed vooruit duwen (Epe->Ek)
Diastole= krimpen= kinetische Energie
Systole= uitrekken= potentiële Energie
4
