DEEL 1: ORGANISATIE CV SYSTEEM - HEMODYNAMICA
CARDIOVASCULAIR SYSTEEM
Cel haalt dingen uit extern milieu & scheidt afvalstoffen uit in extern milieu
—> conc extern milieu blijft gelijk als het maar 1 cel is & extern milieu groot is
contact op met extern milieu
MEERCELLIG ORGANISME kan ne uniform z
Veel cellen —> er zijn cellen die weinig contact hebben met extern milieu
—> conc extern, milieu niet meer constant met intracell milieu
(= probleem van uniforme & efficiente uitwisseling)
CV SYSTEEM —> EFFICIËNTE UITWISSELING
Zuurstof rijk bloed aangevoerd, verbruikt en dan afgifte
Splitsen uitwisseling van gassen, voedingsstoffen/afvalstoffen
ORGANISATIE VAN CV SYSTEEM
Bloedstroom naar en van alle weefsels aangepast aan omstandigheden PERFUSIE
hoofddoel CV Systeem :
1. Anatomie van CV systeem aanvoeren
voedingsst .
-
afvoer afvalst
2. Eigensch van bloed
.
3. Eigensch van vaten Organisatie van CV systeem —> bloed debiet
4. Microcirculatie (uitwisseling)
5. Hart als centrale pomp
6. Speciale circulaties & aanpassingsmechanismes
1. BASISCONCEPTEN HEMODYNAMIEK
• eenvoudigste model (constant debiet): bloed debiet is bepaald door drukverval over weerstand
Ap =
F .
R
debiet
q stroming
= = =
AV =
I .
R wet v .
Ohm
DEBIET VS SNELHEID
•
•
Bloed debiet = flow = volume bloed dat per tijdseenheid door een vaatbed stroomt
Totale hartdebiet = cardiale output = ± 5 à 6 L/min
F
=
• Stromingssnelheid v [m/s] = gerelateerd aan debiet via dwarse doorsnede (A) vh bloedvat:
F =
v .
Aa =
2 .
p3 v = gemiddelde snelheid binnen het oppervlak
CARDIOVASCULAIR STELSEL ALS HEMODYNAMISCH SYSTEEM
Hart regelt centrale druk (zorgt vr drukopbouw) ≈ watertoren —> pomp pompt water op ↑ huizen —> druk ontstaat
‘Actieve’ regulering = pomp
Vaatbed = passief —> zorgt dat versch organen bloed krijgen dat ze nodig hebben —> weerstand = passief = kraantje
ORGANISATIE IN VAATBEDDEN
Paralelle vaatbedden: hoofd & hals, long circulatie, bovenste ledematen, onderste ledematen, …
Seriele vaatbedden: bv nieren: glomerulaire & peritubulaire vaatbedden
Combinatie parallel/serieel: splanchnisch vaten
,BASIS CONCEPTEN: DRUKGRADIENT
• voor systemische circulatie: drukverval tss proximale aorta & v. cava (of RA) bepaalt hartdebiet
• voor longcirculatie: drukbverval tss truncus pulmonamis & LA bepaalt hartdebiet (long vasculaire weerstand)
—> beiden moeten compatibel zijn
• druk meting is altijd relatieve meting: absolute drukken altijd meten tor . een referentiepunt
- bepalen referentie druk = druk op niveau hart (bv atmosferische druk op mid thorax niveau)
- metingen in mmHg / cmH2O Klinisch hart
referentiepunt gekozen thr
=
.
o (1 mmHg = 1,36 cmH2O) = 133P2
o hoogte van kwik/water kolom AP =
P .
g
.
Ah
DRUKGRADIËNT IN CV SYSTEEM 3 soorten
drukgradiënten
1. Drijvende = axiale (perfusie) druk: drukverval in richting
van bloedstroming; oorzaak stroming AP Pr P2 = -
als p buiten vat = P binnen vat
2. Transmurale druk: drukverval loodrecht op bloedstroming;
distensibiliteit van vaten & compliantie XP Pi Po = -
(impact op vaatwand —> hoe fel vaten bv kunnen uitzetten)
directe aanleiding
geen vr
bloedstroom
3. Hydrostatische druk: druk door aanwezigheid van gravitatie
AP =
Pr -
P2
ook aanwezig zonder stroming; vooral impact op onze
houding —> bv als we liggen/rechtstaan
volume bloed staat
boven bepaald punt
GEMIDDELDE ARTERIËLE DRUK
Systolische BP hoger dan diastolische BP
Max druk tijdens ejectiephase = systole BP = SBP
Druk einde vullingsphase net voor ejectie = diastole BP = DBP
Gemiddelde bloeddruk = mean arterial pressure = MAP
MAP ~ 1/3 SBP + 2/3 DBP
—> vullingsfase duurt 2x zo lang als ejectiefase
invloed op
weinig
bloedstroming
HYDROSTATISCHE DRUK wel invloed op
absolute druk
Belangrijk is versch tss arteriele & veneuze druk
Liggend vs staand
Referentiepunt = hart —> mid thorax Il bloed-
—> zelfde bij liggend of staand stroming
Arterieel-veneus drukverval is
constant bij liggend persoon Enkel verschil in hoogte bloedvolume
TOEPASSING HYDROSTATISCHE DRUK
Schatting vd veneuze druk mbv .
hydrostp
. toon ofliggenp hartdebiet bij rechtopstaande persoon
Verschil in hoogte tss punt van veneuze collaps in hand of hals venen & hoogte van hart
Ah
AP =
PgAh =
1050 .
9 ,8 .
[Pa] = 102 , 9 Ah 133 [mmHg]
100
Ah in cm
77 Ah [mmHg] veneuze druk
schalten
=
0
.
Jugularis opgezet in nek —> teken van verhoogde druk
TOTALE WEERSTAND IN VAATBED
Paralelle vaatbedden Luchtdruk> druk id
+= En E
R hals
+
opp . Venen (bv hand
.
,
Seriele vaatbedden + R2 +
R3 => vene valt plat
=
collaps
, 2. KARAKTERISTIEKEN VAN DE BLOEDSTROMING
SOORTEN STROMING
7
LAMINAIRE STROMING TURBULENTE STROMING
• deeltjes stromen in parallele • deeltjes stromen door elk (kriskras)
concentrische lagen • Recht snelheidsfront
• Parabolisch snelheidsfront - ONEFFICIËNT
—> hoogste snelheid ih midden
EFFICIËNT
REYNOLDS GETAL
Quantificatie vd turbulente stroming
Voor verhoging debiet heb je
Dimensieloze grootheid: grotere verhoging druk nodig
r: straal bloedvat
2 n v . v: gemiddelde snelheid van bloed
Re
.
.
=
ρ: dichtheid van bloed (± 1,05 g/mL)
η: viscositeit Kritische waarde: 2200
• Re << 2000: laminair flow
• Re >> 3000: turbulente flow
ONTSTAAN VAN TURBULENTE STROMING
• Hoe groter vat, hoe groter Re —> turbulente stroming in grotere vaten (bv aorta)
• Hoe hoger snelheid, hoe groter Re
bv bij hoger hartdebiet, vernauwingen in arteries (stenoses) —> zie ‘Bernouilli wet’
• Hoe hoger dichtheid, hoe groter Re
• Hoe lager viscositeit, hoe groter Re
bv anemie, meer gepredisponeerd voor turbulenties
REYNOLDS GETAL IN AORTA TIJDENS NORMAAL HARTDEBIET Ausculatie —> geruis
Normaal hartdebiet CO = 6 L/min
2
Stromingssnelheid: CO/π*r = 15 cm/s (typische aorta diameter van 3 cm)
Dichtheid: 1, 05 g/mL
Viscositeit: 3,5 cP
Re = 1350
Tijdens inspanning CO * 4 dus Re ↑ dan kritische 2200 —> turbulente stroming
3. LAMINAIRE STROMING EN DE WET VAN POISEUILLE
In midden hogere snelheden & aan buitenkanten lagere snelheden
(parabolisch snelheidsfront)
Weerstand als verhouding van drukverval & debiet, kan onder bepaalde
voorwaarden afgeleid worden uit geometrische eigensch van een vat & de viscositeit
Laminaire & constante stroming in een rigied tube,
ΔP: drukverval over buis
AP .
(ri -
p2)ir : straal van de buis
vr =
l: lengte van de buis
4n . .
I η: viscositeit
Vmean =
Ap op r =
0 7
,
i
Omrekenen naar debiet :
gem snelheid .
Oppervlak
Wi
8i
Ap R .
Q
.
=
R =
8 n .
.
1
CARDIOVASCULAIR SYSTEEM
Cel haalt dingen uit extern milieu & scheidt afvalstoffen uit in extern milieu
—> conc extern milieu blijft gelijk als het maar 1 cel is & extern milieu groot is
contact op met extern milieu
MEERCELLIG ORGANISME kan ne uniform z
Veel cellen —> er zijn cellen die weinig contact hebben met extern milieu
—> conc extern, milieu niet meer constant met intracell milieu
(= probleem van uniforme & efficiente uitwisseling)
CV SYSTEEM —> EFFICIËNTE UITWISSELING
Zuurstof rijk bloed aangevoerd, verbruikt en dan afgifte
Splitsen uitwisseling van gassen, voedingsstoffen/afvalstoffen
ORGANISATIE VAN CV SYSTEEM
Bloedstroom naar en van alle weefsels aangepast aan omstandigheden PERFUSIE
hoofddoel CV Systeem :
1. Anatomie van CV systeem aanvoeren
voedingsst .
-
afvoer afvalst
2. Eigensch van bloed
.
3. Eigensch van vaten Organisatie van CV systeem —> bloed debiet
4. Microcirculatie (uitwisseling)
5. Hart als centrale pomp
6. Speciale circulaties & aanpassingsmechanismes
1. BASISCONCEPTEN HEMODYNAMIEK
• eenvoudigste model (constant debiet): bloed debiet is bepaald door drukverval over weerstand
Ap =
F .
R
debiet
q stroming
= = =
AV =
I .
R wet v .
Ohm
DEBIET VS SNELHEID
•
•
Bloed debiet = flow = volume bloed dat per tijdseenheid door een vaatbed stroomt
Totale hartdebiet = cardiale output = ± 5 à 6 L/min
F
=
• Stromingssnelheid v [m/s] = gerelateerd aan debiet via dwarse doorsnede (A) vh bloedvat:
F =
v .
Aa =
2 .
p3 v = gemiddelde snelheid binnen het oppervlak
CARDIOVASCULAIR STELSEL ALS HEMODYNAMISCH SYSTEEM
Hart regelt centrale druk (zorgt vr drukopbouw) ≈ watertoren —> pomp pompt water op ↑ huizen —> druk ontstaat
‘Actieve’ regulering = pomp
Vaatbed = passief —> zorgt dat versch organen bloed krijgen dat ze nodig hebben —> weerstand = passief = kraantje
ORGANISATIE IN VAATBEDDEN
Paralelle vaatbedden: hoofd & hals, long circulatie, bovenste ledematen, onderste ledematen, …
Seriele vaatbedden: bv nieren: glomerulaire & peritubulaire vaatbedden
Combinatie parallel/serieel: splanchnisch vaten
,BASIS CONCEPTEN: DRUKGRADIENT
• voor systemische circulatie: drukverval tss proximale aorta & v. cava (of RA) bepaalt hartdebiet
• voor longcirculatie: drukbverval tss truncus pulmonamis & LA bepaalt hartdebiet (long vasculaire weerstand)
—> beiden moeten compatibel zijn
• druk meting is altijd relatieve meting: absolute drukken altijd meten tor . een referentiepunt
- bepalen referentie druk = druk op niveau hart (bv atmosferische druk op mid thorax niveau)
- metingen in mmHg / cmH2O Klinisch hart
referentiepunt gekozen thr
=
.
o (1 mmHg = 1,36 cmH2O) = 133P2
o hoogte van kwik/water kolom AP =
P .
g
.
Ah
DRUKGRADIËNT IN CV SYSTEEM 3 soorten
drukgradiënten
1. Drijvende = axiale (perfusie) druk: drukverval in richting
van bloedstroming; oorzaak stroming AP Pr P2 = -
als p buiten vat = P binnen vat
2. Transmurale druk: drukverval loodrecht op bloedstroming;
distensibiliteit van vaten & compliantie XP Pi Po = -
(impact op vaatwand —> hoe fel vaten bv kunnen uitzetten)
directe aanleiding
geen vr
bloedstroom
3. Hydrostatische druk: druk door aanwezigheid van gravitatie
AP =
Pr -
P2
ook aanwezig zonder stroming; vooral impact op onze
houding —> bv als we liggen/rechtstaan
volume bloed staat
boven bepaald punt
GEMIDDELDE ARTERIËLE DRUK
Systolische BP hoger dan diastolische BP
Max druk tijdens ejectiephase = systole BP = SBP
Druk einde vullingsphase net voor ejectie = diastole BP = DBP
Gemiddelde bloeddruk = mean arterial pressure = MAP
MAP ~ 1/3 SBP + 2/3 DBP
—> vullingsfase duurt 2x zo lang als ejectiefase
invloed op
weinig
bloedstroming
HYDROSTATISCHE DRUK wel invloed op
absolute druk
Belangrijk is versch tss arteriele & veneuze druk
Liggend vs staand
Referentiepunt = hart —> mid thorax Il bloed-
—> zelfde bij liggend of staand stroming
Arterieel-veneus drukverval is
constant bij liggend persoon Enkel verschil in hoogte bloedvolume
TOEPASSING HYDROSTATISCHE DRUK
Schatting vd veneuze druk mbv .
hydrostp
. toon ofliggenp hartdebiet bij rechtopstaande persoon
Verschil in hoogte tss punt van veneuze collaps in hand of hals venen & hoogte van hart
Ah
AP =
PgAh =
1050 .
9 ,8 .
[Pa] = 102 , 9 Ah 133 [mmHg]
100
Ah in cm
77 Ah [mmHg] veneuze druk
schalten
=
0
.
Jugularis opgezet in nek —> teken van verhoogde druk
TOTALE WEERSTAND IN VAATBED
Paralelle vaatbedden Luchtdruk> druk id
+= En E
R hals
+
opp . Venen (bv hand
.
,
Seriele vaatbedden + R2 +
R3 => vene valt plat
=
collaps
, 2. KARAKTERISTIEKEN VAN DE BLOEDSTROMING
SOORTEN STROMING
7
LAMINAIRE STROMING TURBULENTE STROMING
• deeltjes stromen in parallele • deeltjes stromen door elk (kriskras)
concentrische lagen • Recht snelheidsfront
• Parabolisch snelheidsfront - ONEFFICIËNT
—> hoogste snelheid ih midden
EFFICIËNT
REYNOLDS GETAL
Quantificatie vd turbulente stroming
Voor verhoging debiet heb je
Dimensieloze grootheid: grotere verhoging druk nodig
r: straal bloedvat
2 n v . v: gemiddelde snelheid van bloed
Re
.
.
=
ρ: dichtheid van bloed (± 1,05 g/mL)
η: viscositeit Kritische waarde: 2200
• Re << 2000: laminair flow
• Re >> 3000: turbulente flow
ONTSTAAN VAN TURBULENTE STROMING
• Hoe groter vat, hoe groter Re —> turbulente stroming in grotere vaten (bv aorta)
• Hoe hoger snelheid, hoe groter Re
bv bij hoger hartdebiet, vernauwingen in arteries (stenoses) —> zie ‘Bernouilli wet’
• Hoe hoger dichtheid, hoe groter Re
• Hoe lager viscositeit, hoe groter Re
bv anemie, meer gepredisponeerd voor turbulenties
REYNOLDS GETAL IN AORTA TIJDENS NORMAAL HARTDEBIET Ausculatie —> geruis
Normaal hartdebiet CO = 6 L/min
2
Stromingssnelheid: CO/π*r = 15 cm/s (typische aorta diameter van 3 cm)
Dichtheid: 1, 05 g/mL
Viscositeit: 3,5 cP
Re = 1350
Tijdens inspanning CO * 4 dus Re ↑ dan kritische 2200 —> turbulente stroming
3. LAMINAIRE STROMING EN DE WET VAN POISEUILLE
In midden hogere snelheden & aan buitenkanten lagere snelheden
(parabolisch snelheidsfront)
Weerstand als verhouding van drukverval & debiet, kan onder bepaalde
voorwaarden afgeleid worden uit geometrische eigensch van een vat & de viscositeit
Laminaire & constante stroming in een rigied tube,
ΔP: drukverval over buis
AP .
(ri -
p2)ir : straal van de buis
vr =
l: lengte van de buis
4n . .
I η: viscositeit
Vmean =
Ap op r =
0 7
,
i
Omrekenen naar debiet :
gem snelheid .
Oppervlak
Wi
8i
Ap R .
Q
.
=
R =
8 n .
.
1
