Sipido
Bloed en bloedsomloop: Biofysica
Hoofdstuk 1: Circulatie: basisconcepten en metingen
1. Circulatie
Circulatie was een noodzaak door evolutie. Bij multicellulaire organismen is simpele diffusie
niet genoeg om alle nutriënten en afvalstoffen op hun plaats te krijgen. De afstand tussen de
cellen en de buitenwereld is te groot en concentratiegradiënten kunnen niet in stand
gehouden worden. Circulatie zorgt voor een gelijk aanbod thv alle cellen.
De circulatie is het geheel van bloedvaten, bloed en hartpomp. Vogels en zoogdieren
hebben een dubbele circulatie. Er zijn 2 pompen: linker- en rechterhart.
1.1 Rol van de circulatie
1) Primaire rol:
1) Voeding
2) Groei
3) Herstel
Via verdeling CO2/O2, afvoeren van afvalstoffen, …
2) Secundaire rol:
1) Snelle chemische signaalgeving: Via hormonen en neurotransmitters
2) Afvoer van warmte
3) Afweer- en ontstekingsreacties
Er zijn verschillende soorten verstoringen mogelijk van deze functies:
− Atherosclerose en ischemisch lijden:
Er is te weinig of geen bloedtoevoer naar organen. De vaten zijn verstoord.
− Hartfalen:
De hartpomp is aangetast en werkt niet meer goed.
− Bloedings- en stollingsziekten:
Er zijn problemen met het bloed.
1.2 Opbouw van de circulatie
Het hart is een seriële pomp, bestaande uit een linker- en rechterhart. De circulerende
vloeistof is het bloed. De containers zijn de bloedvaten. Zij zijn verdeeld in een systemische
en een pulmonale circulatie of een hoge druk-lage druk circulatie. Alle onderdelen worden
sterk gereguleerd om te beantwoorden aan de variabele behoeften.
De bloedstroom wordt aangedreven door een pomp die een druk levert tegen een bepaalde
weerstand: ΔP = F . R
Vereenvoudigd:
− Constante stroom
− Constante druk
− Rechte buis met 1 weerstand
In realiteit:
− Constante drukgenerator
− Variabele stroom en weerstand
Pgem = HD . TPW
= (SV . HF) . TPW
1
, Sipido
− Pgem = gemiddelde arteriële druk/MAP
− TPW = totale perifere weerstand
− HD = hartdebiet/Cardiac output (CO)
− SV = slagvolume
− HF = hartfrequentie
1.2.1 Hartdebiet
= cardiac output (CO) = flow (F)
HD = HF . SV
= HF . (EDV – ESV)
− EDV = einddiastolisch volume
− ESV = eindsystolisch volume
Er zit meer bloed in de systeemcirculatie dan in de pulmonaalcirculatie, maar in beide
systemen is het debiet gelijk.
1.2.2 Gemiddelde bloeddruk
= mean arterial pressure (MAP)
Deze is niet het gemiddelde van de systole en diastole bloeddruk.
Grosso modo zit de gemiddelde bloeddruk ongeveer 1/3e boven de diastole bloeddruk.
1.2.3 Perifere weerstand
R is dus omgekeerd evenredig met de straal van het vat en recht evenredig met de lengte
van het vat en de viscositeit van het bloed.
Alle weerstanden zijn parallel of serieel geschakeld.
De TPW wordt afgeleid uit de formule: MAP = CO . TPW. Hiervoor moet wel eerst de druk
gemeten worden.
2. Drukmetingen
Drukmetingen kunnen invasief of niet-invasief gebeuren. Bij invasieve metingen wordt de
huid doorboord. Dit doen we wanneer we heel correcte cijfers nodig hebben.
2.1 Sfygmomanometrie
Er wordt een cuff rond de bovenarm opgeblazen. Daarna wordt hij traag afgelaten terwijl
men naar de a brachialis luistert of men a radialis palpeert.
2
, Sipido
De druk die men afleest wanneer een harde klop hoort is de systole druk. Daarna hoort men
gemoffel dat overkomt met de diastole druk.
Een normale bloeddruk ligt ongeveer rond 120-130 systole en 80-85 diastole.
De bloeddruk is echter zeer beïnvloedbaar door omstandigheden. De meting kan verfijnd
worden door 24 uur lang de BD te nemen en daar dan het gemiddelde van te nemen.
Met de leeftijd zal de bloeddruk ook natuurlijk stijgen door verminderde elasticiteit van de
vaten. Men krijgt fibrose: toename in collageen. De compliantie zal dan dalen. Dit wil zeggen
dat bij verhoging van het slagvolume de BD meer zal stijgen bij oudere mensen dan bij
jongere, omdat hun vaten moeilijk kunnen uitzetten.
2.2 Invasieve meting in bloedvat
Hierbij wordt een open tip in bloedstroom verbonden met een drukmeter.
Volgens de wet van Bernouilli zal enkel een meting met een tip die niet blootgesteld is aan
het snelheidseffect een juist meting zal opleveren. Dit is dus een tip met een opening
loodrecht op de bloedstroom.
Tijdens operaties wordt vaak een arteriële catheter geplaatst voor continue drukmonitoring.
Hierbij wordt meestal de a radialis gebruikt aangezien deze gemakkelijke toegang heeft en
een beperkt risico op trombose en ischemie. De hand wordt namelijk ook nog door de a
ulnaris bevloeid.
2.3 Hartkatheterisatie
2.3.1 Linkerhartkatheterisatie
Dit gebeurt via arteriële toegang tegen de bloedstroom in.
Op deze manier kunnen de volgende zaken gedaan worden:
1) Aorta druk
2) Systolische druk in het linkerventrikel
3) Einddiastolische druk
4) Druk over de kleppen
5) Coronarografie:
= zichtbaar maken van de ventrikels/coronairen/...
6) Therapeutische interventie
Deze katheter moet onmiddellijk weer verwijderd worden.
2.3.2 Rechterhartcatheterisatie
Dit gebeurt via veneuze toegang met de bloedstroom mee via een Swann-Ganz catheter.
3
, Sipido
We kunnen zo de rechterhartdruk meten tot in de pulmonale capillairen. Dit zegt iets over de
druk in het linkeratrium. Op basis van de meting die je afleest, weet je waar je ongeveer zit
in het art.
We kunnen deze catheter even laten zitten.
2.4 Andere drukmetingen
1) Veneuze druk:
Via de v jugularis.
2) Capillaire druk:
Wordt in het lab gemeten.
3. Meten van debiet
Debiet is het volume dat per tijdseenheid door een vat passeert:
F=A.v
F = SV . HF
Overal in het hart is het debiet gelijk. Als het bloed door een vernauwing moet, zal de
snelheid daar dus veel groter moeten zijn.
Metingen van het hartdebiet gebruiken verschillende methoden:
− Directe flow meting
− Meting van oppervlakte en snelheid
− Meting van SV en HF
3.1 Invasieve methoden
3.1.1 Elektromagnetische flowmeter
Dit is een invasieve meting die eigenlijk enkel in labo’s gebruikt wordt.
De beweging van een elektrische conductor (bloed) door een vat induceert een voltage
loodrecht op de beweging van de stroom en op het elektromagnetische veld.
3.1.2 Fick methode
Deze methode is gebaseerd op de wet van behoud van massa.
We voegen een gekende hoeveelheid van een stof toe in de circulatie. We meten de
concentratie van de stof voor en na de toevoeging:
4
Bloed en bloedsomloop: Biofysica
Hoofdstuk 1: Circulatie: basisconcepten en metingen
1. Circulatie
Circulatie was een noodzaak door evolutie. Bij multicellulaire organismen is simpele diffusie
niet genoeg om alle nutriënten en afvalstoffen op hun plaats te krijgen. De afstand tussen de
cellen en de buitenwereld is te groot en concentratiegradiënten kunnen niet in stand
gehouden worden. Circulatie zorgt voor een gelijk aanbod thv alle cellen.
De circulatie is het geheel van bloedvaten, bloed en hartpomp. Vogels en zoogdieren
hebben een dubbele circulatie. Er zijn 2 pompen: linker- en rechterhart.
1.1 Rol van de circulatie
1) Primaire rol:
1) Voeding
2) Groei
3) Herstel
Via verdeling CO2/O2, afvoeren van afvalstoffen, …
2) Secundaire rol:
1) Snelle chemische signaalgeving: Via hormonen en neurotransmitters
2) Afvoer van warmte
3) Afweer- en ontstekingsreacties
Er zijn verschillende soorten verstoringen mogelijk van deze functies:
− Atherosclerose en ischemisch lijden:
Er is te weinig of geen bloedtoevoer naar organen. De vaten zijn verstoord.
− Hartfalen:
De hartpomp is aangetast en werkt niet meer goed.
− Bloedings- en stollingsziekten:
Er zijn problemen met het bloed.
1.2 Opbouw van de circulatie
Het hart is een seriële pomp, bestaande uit een linker- en rechterhart. De circulerende
vloeistof is het bloed. De containers zijn de bloedvaten. Zij zijn verdeeld in een systemische
en een pulmonale circulatie of een hoge druk-lage druk circulatie. Alle onderdelen worden
sterk gereguleerd om te beantwoorden aan de variabele behoeften.
De bloedstroom wordt aangedreven door een pomp die een druk levert tegen een bepaalde
weerstand: ΔP = F . R
Vereenvoudigd:
− Constante stroom
− Constante druk
− Rechte buis met 1 weerstand
In realiteit:
− Constante drukgenerator
− Variabele stroom en weerstand
Pgem = HD . TPW
= (SV . HF) . TPW
1
, Sipido
− Pgem = gemiddelde arteriële druk/MAP
− TPW = totale perifere weerstand
− HD = hartdebiet/Cardiac output (CO)
− SV = slagvolume
− HF = hartfrequentie
1.2.1 Hartdebiet
= cardiac output (CO) = flow (F)
HD = HF . SV
= HF . (EDV – ESV)
− EDV = einddiastolisch volume
− ESV = eindsystolisch volume
Er zit meer bloed in de systeemcirculatie dan in de pulmonaalcirculatie, maar in beide
systemen is het debiet gelijk.
1.2.2 Gemiddelde bloeddruk
= mean arterial pressure (MAP)
Deze is niet het gemiddelde van de systole en diastole bloeddruk.
Grosso modo zit de gemiddelde bloeddruk ongeveer 1/3e boven de diastole bloeddruk.
1.2.3 Perifere weerstand
R is dus omgekeerd evenredig met de straal van het vat en recht evenredig met de lengte
van het vat en de viscositeit van het bloed.
Alle weerstanden zijn parallel of serieel geschakeld.
De TPW wordt afgeleid uit de formule: MAP = CO . TPW. Hiervoor moet wel eerst de druk
gemeten worden.
2. Drukmetingen
Drukmetingen kunnen invasief of niet-invasief gebeuren. Bij invasieve metingen wordt de
huid doorboord. Dit doen we wanneer we heel correcte cijfers nodig hebben.
2.1 Sfygmomanometrie
Er wordt een cuff rond de bovenarm opgeblazen. Daarna wordt hij traag afgelaten terwijl
men naar de a brachialis luistert of men a radialis palpeert.
2
, Sipido
De druk die men afleest wanneer een harde klop hoort is de systole druk. Daarna hoort men
gemoffel dat overkomt met de diastole druk.
Een normale bloeddruk ligt ongeveer rond 120-130 systole en 80-85 diastole.
De bloeddruk is echter zeer beïnvloedbaar door omstandigheden. De meting kan verfijnd
worden door 24 uur lang de BD te nemen en daar dan het gemiddelde van te nemen.
Met de leeftijd zal de bloeddruk ook natuurlijk stijgen door verminderde elasticiteit van de
vaten. Men krijgt fibrose: toename in collageen. De compliantie zal dan dalen. Dit wil zeggen
dat bij verhoging van het slagvolume de BD meer zal stijgen bij oudere mensen dan bij
jongere, omdat hun vaten moeilijk kunnen uitzetten.
2.2 Invasieve meting in bloedvat
Hierbij wordt een open tip in bloedstroom verbonden met een drukmeter.
Volgens de wet van Bernouilli zal enkel een meting met een tip die niet blootgesteld is aan
het snelheidseffect een juist meting zal opleveren. Dit is dus een tip met een opening
loodrecht op de bloedstroom.
Tijdens operaties wordt vaak een arteriële catheter geplaatst voor continue drukmonitoring.
Hierbij wordt meestal de a radialis gebruikt aangezien deze gemakkelijke toegang heeft en
een beperkt risico op trombose en ischemie. De hand wordt namelijk ook nog door de a
ulnaris bevloeid.
2.3 Hartkatheterisatie
2.3.1 Linkerhartkatheterisatie
Dit gebeurt via arteriële toegang tegen de bloedstroom in.
Op deze manier kunnen de volgende zaken gedaan worden:
1) Aorta druk
2) Systolische druk in het linkerventrikel
3) Einddiastolische druk
4) Druk over de kleppen
5) Coronarografie:
= zichtbaar maken van de ventrikels/coronairen/...
6) Therapeutische interventie
Deze katheter moet onmiddellijk weer verwijderd worden.
2.3.2 Rechterhartcatheterisatie
Dit gebeurt via veneuze toegang met de bloedstroom mee via een Swann-Ganz catheter.
3
, Sipido
We kunnen zo de rechterhartdruk meten tot in de pulmonale capillairen. Dit zegt iets over de
druk in het linkeratrium. Op basis van de meting die je afleest, weet je waar je ongeveer zit
in het art.
We kunnen deze catheter even laten zitten.
2.4 Andere drukmetingen
1) Veneuze druk:
Via de v jugularis.
2) Capillaire druk:
Wordt in het lab gemeten.
3. Meten van debiet
Debiet is het volume dat per tijdseenheid door een vat passeert:
F=A.v
F = SV . HF
Overal in het hart is het debiet gelijk. Als het bloed door een vernauwing moet, zal de
snelheid daar dus veel groter moeten zijn.
Metingen van het hartdebiet gebruiken verschillende methoden:
− Directe flow meting
− Meting van oppervlakte en snelheid
− Meting van SV en HF
3.1 Invasieve methoden
3.1.1 Elektromagnetische flowmeter
Dit is een invasieve meting die eigenlijk enkel in labo’s gebruikt wordt.
De beweging van een elektrische conductor (bloed) door een vat induceert een voltage
loodrecht op de beweging van de stroom en op het elektromagnetische veld.
3.1.2 Fick methode
Deze methode is gebaseerd op de wet van behoud van massa.
We voegen een gekende hoeveelheid van een stof toe in de circulatie. We meten de
concentratie van de stof voor en na de toevoeging:
4
