MeRSZ online
okoskönyvtár
Több száz tankönyv egy helyen.
Online. Bárhol. Bármikor.
Biofizika és orvostechnika alapjai
2., átdolgozott kiadás
III.3.3. Biofizikai alapok
A vértovábbítás nyomáskülönbségen alapul. Nyomás: a nyomott felületen és arra merőlegesen megoszló, egységnyi felületre ható erő: p = F/A.
A nyomás SI mértékegysége: [Pa] (pascal) = [N/m2]. N az erő mértékegysége: newton. A vérnyomásmérés esetében viszont a hagyományosan meghonosodott mmHg (higanymilliméter) nyomásértéket használjuk, amit még a korai fiziológusok használtak és az orvosok ebben a mértékegységben szoktak meg.
Az idők folyamán az egészségügyi személyzetbe és mára már a köztudatba is szinte „beégett” a mmHg-ben megadott vérnyomásérték. Például a 120/80-as számpárosra mindenki tudja, hogy ez „jó” vérnyomásérték. Hasonlóan az előző példához viszonyítani is tudunk, hogy mi a sok, vagy mi a kicsi, például a 160/90 már „magasnak” számít. Viszont általánosságban nem mond semmit a 16/10,7 számpár, vagy a 21,3/12. Pedig ezek az értékek szintén az előző példákban szereplő vérnyomásértékek, csak nem mmHg-ben vannak megadva, hanem kPa-ban, ami a nyomás hivatalos, az SI által elfogadott mértékegysége.
Hidrosztatikai nyomás: valamely nyugalomban lévő folyadékoszlop súlyából származó nyomás.
p = ρ*g*h,
ahol:
ρ: folyadék sűrűsége [kg/m3]
g: gravitációs gyorsulás (g = 9,8 m/s2),
h: folyadékoszlop magassága [m].
Folyadékok fajtái
-
Ideális (nincs belső súrlódása).
-
Normális vagy newtoni (állandó belső súrlódás, viszkozitás) – pl. víz.
-
Nem newtoni (sebességfüggő, változó belső súrlódás, viszkozitás) – pl. vér.
A nem newtoni folyadékok viszkozitása függ a folyadék sebességétől. A vér pszeudóplasztik (vékonyodó rétegvastagságú áramlású) folyadéknak tekinthető. A folyadékáram növekedésével a viszkozitás eleinte csökken, majd állandósul. Ennek oka, hogy a vérben lévő alakos elemek az áramlás során hosszanti irányukba rendeződnek, ez alatt a viszkozitás csökken, majd a rendeződés végeztével a hordozó folyadék viszkozitása állandósul.
Zárt csőrendszerben a folyadék áramoltatásához energia szükséges. Erre a folyamatra is igaz az energiamegmaradás törvénye. Az áramló folyadékok energiamegmaradására vonatkozó törvényt Daniel Bernoulli svájci matematikus, fizikus, anatómus és botanikus (1700–1782) fogalmazta meg:
Tehát a három nyomás összege a csővezeték minden pontján azonos. Ez azonban csak az ideális folyadékokra igaz.
Az energiabefektetés mértéke függ a folyadék minőségétől, az áramlás fajtájától és a súrlódásokból származó veszteségtől. A vér nem tiszta folyadék, hanem apró alakos diszpergált elemeket (vörös vértestecskéket) tartalmaz. Ezért viszkozitása nem állandó, ezt a tulajdonságot anomális tulajdonságnak nevezzük.
A valóságos áramlási viszonyok leírását segíti a veszteséges Bernoulli-egyenlet, ahol a veszteségek korrekcióként szerepelnek. Ilyen korrekciót indokolnak a csőfal és folyadék határfelületén kialakuló súrlódás, a folyadék belsejében létrejövő súrlódás, a cső vonalvezetése (hajlatok) és az egyéb zavartalan áramlást befolyásoló elemek (szelepek, szűkületek stb.). További fontos áramlást befolyásoló tényező a turbulencia megjelenése.
Sőt a vérkeringés rugalmas falú csőrendszerben valósul meg. A vér nem tekinthető ideális folyadéknak, a benne lévő alakos elemek miatt még állandó viszkozitásúnak sem. Ezért a Hagen–Poiseulle-törvény segítségével lehet csak az áramlási viszonyokat közelítően leírni, nem alkalmazható rá a Bernoulli-törvény.
ahol
η : súrlódási együttható,
r : a cső sugara,
Δp : nyomáskülönbség,
l : a cső hossza.
Figyelembe kell vennünk, hogy az emberi vérkeringés modellezésére sajnos csak korlátozottan alkalmasak az eddig leírt áramlási törvényszerűségek!
A vér keringése bonyolult érhálózatban valósul meg, amely szakaszonként más jellegű áramlást eredményez. Az artériás rendszer nagyobb erei rugalmas falú edények. Rugalmasságuk az élettani folyamatok eredményeként rövid idejű, gyors és hosszú idejű, lassú változásra képes. Ez az egyik oka az artériás vérnyomás változásának. Rugalmassága révén ezen erek rezervoir, vagyis tároló képességgel rendelkeznek, bennük az áramlás erősen lüktető, változó.
A vér viszkozitása élettani folyamatok révén, valamint a pszeudoplasztikus áramlási tulajdonságai miatt jelentősen változó. A nagy artériákra még jellemző az érfalfelszíni hullámok megjelenése, azok visszaverődése az elágazásoknál. Ez is módosítja az áramlást. A vénás erek áramlását jelentősen befolyásolja a vénás erek nagy tárolóképessége, a visszafolyást megakadályozó vénabillentyűk állapota, valamint az ereket körülvevő izmok külső nyomásából származó nyomáskomponensek megjelenése az érben. Mindezek figyelembevételével a speciálisan a szív és érrendszerrel foglalkozó orvosszakma diagnosztikus értékelése, az áramlások ellenőrzése a sok mérésen alapuló statisztikus értékek kidolgozásával, tapasztalati képletekkel történik.
A véredényekben természetes, normális élettani körülmények között az áramlás réteges vagy lamináris. Áramlás közben súrlódás lép fel a folyadék belsejében a rétegek között, az alakos elemek között, az érfal és folyadék között. Az alakos elemek az áramlási középvonal környezetében sűrűsödnek, a vérlemezek az érfalhoz kevésbé súrlódnak. Így a súrlódásból származó energiaveszteség a lehető legkisebb.
Harvard
(): . : .
: /hivatkozas/m1271beoak_616/#m1271beoak_616 ()
Chicago
. . . : .
(: /hivatkozas/m1271beoak_616/#m1271beoak_616)
APA
(). . .
(: /hivatkozas/m1271beoak_616/#m1271beoak_616)
III.19. ábra. Lamináris áramlás az érben
Harvard
(): . : .
: /hivatkozas/m1271beoak_618/#m1271beoak_618 ()
Chicago
. . . : .
(: /hivatkozas/m1271beoak_618/#m1271beoak_618)
APA
(). . .
(: /hivatkozas/m1271beoak_618/#m1271beoak_618)
III.20. ábra. Enyhén turbulens áramlás
Ha az érpályában áramló vér sebessége jelentősen megnő, akkor a lamináris áramlás átalakul turbulens áramlássá. A rétegek összekeverednek és a mozgás rendezetlenné válik, amelyhez többletenergia szükséges. A veszteségi energia hang- és hőenergia formát ölt. Például érszűkületben hang, sistergés, zubogás.
A folyadékáramlás négy energiakomponens összegének következménye:
-
a helyzeti energia (a folyadékoszlop súlyából és a vonatkoztatási ponttól számított magasságából származó energia) E = m*g*h, ahol m: a folyadék tömege, g: gravitációs gyorsulás, h: viszonyítási ponttól mért magasság,
-
a külső nyomás, azaz a rugalmas ér feszüléséből származó energia,
-
belső nyomás, melyet a szív pumpa tevékenysége hoz létre a vérre, valamint
-
a mozgó folyadéktömeg mozgásából származó energia.
Az energiakomponensek közvetlenül nem mérhetők, de arányosak a nyomással. Így a folyadék áramlásakor nyomáskomponenseket különböztethetünk meg, amelyek már mérhetőek.
A komponensek összegét, az össznyomást a véres vérnyomásmérésnél tudjuk mérni. Indirekt (mandzsettás) módszerrel csak az érfal nyomása mérhető. De a felkaron elhelyezett mandzsetta következtében a hidrosztatikai nyomáskomponens (a szívhez viszonyítva) közelítően nulla és a vér mozgásából származó nyomás – a közvetlen vérnyomásmérési kísérletek tanúsága szerint – a felkarartériában csak 4%-ot tesz ki a teljes nyomásból. A nagy vénákban a kis nyomás miatt a mozgásból származó komponens már 16%-ot ér el.
Tartalomjegyzék
- Biofizika és orvostechnika alapjai (2. átdolgozott kiadás)
- Impresszum
- I. Bevezető
- II. Az orvostechnika alapjai: Általános tudnivalók
- II.1. Orvostechnikai eszközök (Kovács Norbert)
- II.1.1. A technikai eszközök szerepe
- II.1.2. A technológia fejlődése
- II.1.3. Az orvostechnikai eszköz
- II.1.3.1. Az Európai Unió orvostechnikai eszközökre vonatkozó rendeletei
- II.1.3.2. Az orvostechnikai eszköz fogalma
- II.1.3.3. Az orvostechnikai eszközökre vonatkozó követelmények
- II.1.3.4. Az orvostechnikai eszközök alapvető követelményei
- II.1.3.5. Az orvostechnikai eszközök forgalomba kerülése
- II.1.3.6. Az orvostechnikai eszközök címkéi és a címkén megjelenő jelképek
- II.1.3.1. Az Európai Unió orvostechnikai eszközökre vonatkozó rendeletei
- II.1.4. Az orvostechnikai eszközök használatának módja
- II.1.5. Az orvostechnikai eszközökkel bekövetkezett rendellenes események
- II.1.6. Az orvostechnikai eszközök időszakos felülvizsgálata
- II.1.7. Orvostechnikai eszközök kockázati osztályai
- II.1.8. Orvostechnikai eszközök preklinikai és klinikai értékelése
- II.1.9. Mit tegyen a beteg?
- II.1.10. Ellenőrző kérdések
- II.1.1. A technikai eszközök szerepe
- II.2. Fiziológiai jelek mérése (Zombory Péter)
- II.2.1. Miért kell mérni?
- II.2.2. Méréstechnikai alapfogalmak
- II.2.3. Az SI mértékegységrendszer
- II.2.4. A prefixumok
- II.2.5. Az analóg és a digitális mérés
- II.2.6. A fiziológiai jelek mérésének sajátosságai
- II.2.7. A fiziológiai jelek mérésének módszerei
- II.2.8. A méréseket befolyásoló tényezők
- II.2.9. Előírt jelzések
- II.2.10. Mit tegyen a páciens?
- II.2.11. Ellenőrző kérdések
- II.2.1. Miért kell mérni?
- II.3. Villamos biztonság technika (Zombory Péter)
- II.1. Orvostechnikai eszközök (Kovács Norbert)
- III. Információszerzés fiziológiai paraméterekről: diagnosztikai eszközök
- III.1. Elektrokardiográfok
- III.1.1. Az elektrokardiográf jelentősége
- III.1.2. EKG elmélete
- III.1.3. Az elektrokardiográfia csoportosítása
- III.1.3. EKG elvezetések
- III.1.4. Standard-12 elvezetés és egyéb elvezetések
- III.1.5. Gépi diagnózisképzés
- III.1.6. Szűrők
- III.1.7. „Zajos” EKG
- III.1.8. EKG-készülékek jellemzői, fajtái
- III.1.9. Mit tegyen a beteg?
- III.1.10. Ellenőrző kérdések
- III.1.1. Az elektrokardiográf jelentősége
- III.2. Elektroenkefalográfok, elektromiográfok (EEG, EMG)
- III.2.1. Neurofiziológiás vizsgálatok
- III.2.2. A neurofiziológiás vizsgálóhelyiség kialakítása
- III.2.3. Központi idegrendszer vizsgálata: elektroenkefalográf (EEG)
- III.2.4. Perifériás idegrendszer vizsgálata: ENG – elektroneurográf
- III.2.5. Kiváltott potenciál vizsgálatok: EP – Evoked Potential
- III.2.6. VEP-vizsgálat
- III.2.7. BAEP-vizsgálat
- III.2.8. SSEP-vizsgálat
- III.2.9. Elektromiográf (EMG)
- III.2.10. Mit tegyen a beteg?
- III.2.11. Ellenőrző kérdések
- III.2.1. Neurofiziológiás vizsgálatok
- III.3. Vérnyomás mérése
- III.4. A testhőmérséklet mérése
- III.4.1. Bevezető
- III.4.2. A testhőmérséklet
- III.4.3. Biofizikai alapok
- III.4.4. Technikai alapok
- III.4.5. Villamos tulajdonságváltozáson alapuló hőmérés. Elektronikus hőmérők
- III.4.6. Színváltozáson alapuló hőmérés. Folyadékkristályos hőmérők
- III.4.7. Infravörös sugárzáson alapuló hőmérők
- III.4.8. Ellenőrző kérdések
- III.4.1. Bevezető
- III.5. Légzésvizsgálat – spirometria
- III.6. Betegőrző monitor
- III.6.1. A monitorozás
- III.6.2. A betegőrzés fogalma
- III.6.3. Az őrzőmonitorok feladata
- III.6.4. A betegőrző rendszerek felépítése
- III.6.5. Ágy melletti, modul rendszerű monitorok
- III.6.6. Ágy melletti, modul rendszerű (mobil modulos) monitorok
- III.6.7. Ágy melletti, kompakt monitorok
- III.6.8. Központi monitor
- III.6.9. Az őrzőmonitor működése
- III.6.10. Legfontosabb élettani jelek, mért paraméterek
- III.6.11. Hibaforrások és karbanratás
- III.6.12. Ellenőrző kérdések
- III.6.1. A monitorozás
- III.7. Hallásvizsgálat
- III.8. Látásélesség vizsgálata
- III.1. Elektrokardiográfok
- IV. Információszerzés térben: képalkotó diagnosztika
- IV.1. Endoszkópos diagnosztika és sebészet
- IV.1.1. Mi az endoszkópia?
- IV.1.2. Az endoszkópok működése
- IV.1.3. Endoszkóp eszközök
- IV.1.4. Kapszulaendoszkóp
- IV.1.5. Alkalmazási útmutatások
- IV.1.6. Egy tipikus endoszkópos diagnosztikai eszköz
- IV.1.7. Egy tipikus torony
- IV.1.8. Karbantartás
- IV.1.9. Robotendoszkóp
- IV.1.10. Mit tegyen a beteg?
- IV.1.11. Ellenőrző kérdések
- IV.1.1. Mi az endoszkópia?
- IV.2. Hagyományos Rtg. képalkotás és a CT
- IV.2.1. Az rtg. képalkozás kezdetei
- IV.2.2. A röntgensugárzás keletkezése
- IV.2.3. A röntgen képalkotás elve
- IV.2.4. A röntgenkép tulajdonságai
- IV.2.5. Diagnosztikus röntgenkészülékek fajtái
- IV.2.6. A röntgenberendezés főbb részegységei
- IV.2.7. A Computed Tomograph (CT)
- IV.2.8. Mit tegyen a beteg?
- IV.2.9. Ellenőrző kérdések
- IV.2.1. Az rtg. képalkozás kezdetei
- IV.3. Mágneses rezonanciás képalkotás
- IV.3.1. Mi az MRI?
- IV.3.2. Az MRI története
- IV.3.3. Az MRI osztályozása
- IV.3.4. Mit mutat meg az MRI?
- IV.3.5. Az MRI elve
- IV.3.6. A felvételek súlyozása, szöveti kontrasztok
- IV.3.7. Modern MRI-technikák
- IV.3.8. Kontrasztanyagok
- IV.3.9. Műtermékek
- IV.3.10. Az fMRI
- IV.3.11. Egy tipikus eszköz
- IV.3.12. MRI-kompatibilis műszerek, eszközök
- IV.3.13. Várható kockázatok
- IV.3.14. Mit tegyen a beteg?
- IV.3.15. Ellenőrző kérdések
- IV.3.1. Mi az MRI?
- IV.4. Nukleáris diagnosztika
- IV.5. Ultrahangos diagnosztika
- IV.5.1. Mi az ultrahangos diagnosztika?
- IV.5.2. A hangok felosztása
- IV.5.3. Fiziológiai hatások
- IV.5.4. Ultrahangos készülékek
- IV.5.5. Új technikák az ultrahang-diagnosztikában
- IV.5.6. Alkalmazási útmutatások
- IV.5.7. A kép minőségét befolyásoló további tényezők
- IV.5.8. Egy tipikus eszköz bemutatása
- IV.5.9. Karbantartás
- IV.5.10. Mit tegyen a beteg?
- IV.5.11. Ellenőrző kérdések
- IV.5.1. Mi az ultrahangos diagnosztika?
- IV.1. Endoszkópos diagnosztika és sebészet
- V. Az információ felhasználása: terápiás eszközök
- V.1. Lézerterápia
- V.2. Radioterápia
- V.3. Kisfrekvenciás elektroterápia
- V.3.1. Mi a kisfrekvenciás elektroterápia?
- V.3.2. Az emberi szervezet jelenségei villamos áram hatására
- V.3.3. Harántcsíkolt izmok reakciója elektromos impulzusokra
- V.3.4. Gyakori ingerterápiás áramformák
- V.3.4.1. Egyenáramú kezelés
- V.3.4.2. Impulzuskezelés
- V.3.4.3. Diadinamikus kezelés
- V.3.4.4. Sokkimpulzus-kezelés
- V.3.4.5. Interferencia-áramú kezelés
- V.3.4.6. Transzkután elektromos idegstimulációs (TENS) kezelés
- V.3.4.7. Kombinált kezelések
- V.3.4.8. Elektro-akupunktúra
- V.3.4.9. Implantált idegstimulátorok
- V.3.4.10. A szív ingerterápiája
- V.3.4.1. Egyenáramú kezelés
- V.3.5. Alkalmazási útmutatások
- V.3.6. Egy tipikus eszköz bemutatása
- V.3.7. Karbantartás
- V.3.8. Hibaforrások
- V.3.9. Mit tegyen a beteg?
- V.3.10. Ellenőrző kérdések
- V.3.1. Mi a kisfrekvenciás elektroterápia?
- V.4. Defibrillátorok és szívritmusszabályozók
- V.4.1. A defibrillátor feladata, jelentősége, a terápia célja
- V.4.2. Élettani alapok
- V.4.3. Biofizikai alapok
- V.4.4. Bifázisos defibrillátorok
- V.4.5. Defibrillátorok jellemzői
- V.4.6. Defibrillátorok alkalmazása
- V.4.7. Egy tipikus automata defibrillátor
- V.4.8. Ellenőrző kérdések
- V.4.9. Szívritmus-szabályozók (pacemakerek)
- V.4.11. Biofizikai alapok
- V.4.12. Pacemakerek működési elve
- V.4.13. Egy tipikus beültethető pacemaker
- V.4.14. Mit tegyen a beteg?
- V.4.15. Ellenőrző kérdések
- V.4.1. A defibrillátor feladata, jelentősége, a terápia célja
- V.5. Nagyfrekvenciás sebészeti vágók
- V.5.1. A sebészek segítője
- V.5.2. A nagyfrekvenciás áram tulajdonságai
- V.5.3. A nagyfrekvenciás árammal történő vágás elmélete
- V.5.4. A monopoláris módszer
- V.5.5. A bipoláris módszer
- V.5.6. A semleges elektród
- V.5.7. Felégések
- V.5.8. Felégések lehetséges okai
- V.5.9. Mit kell tenni a személyzetnek?
- V.5.10. Ellenőrző kérdések
- V.5.1. A sebészek segítője
- V.6. Csecsemőinkubátorok
- V.7. Infúziós eszközök
- V.7.1. Mi az infúziós terápia?
- V.7.2. Élettani alapok
- V.7.3. Nyomásviszonyok folyadékokban
- V.7.4. Infúziós eszközök
- V.7.5. Infúziós pumpák jellemzői és szolgáltatásai
- V.7.6. Alkalmazási útmutatások
- V.7.7. Tipikus eszközök bemutatása
- V.7.8. Karbantartás
- V.7.9. Hibaforrások
- V.7.10. Mit tegyen a beteg?
- V.7.11. Ellenőrző kérdések
- V.7.1. Mi az infúziós terápia?
- V.8. Az otthonápolás (home care) eszközei
- Irodalomjegyzék
Kiadó: Akadémiai Kiadó
Online megjelenés éve: 2025
ISBN: 978 963 664 096 5
Napjaink gyógyászata számos orvostechnikai eszközt használ. A könyvben ezek közül a néhány leggyakoribb és legfontosabb műszercsoport működési alapjait, használatának szempontjait és lehetőségeit mutatjuk be. Ilyen tájékozottság a diplomás egészségügyi dolgozóktól is elvárható. A könyv nyelvezete közérthető, így az oktatásban az alapozó ismeretek átadására alkalmas. Mindemellett ajánlhatjuk érdeklődő laikusok számára is. A szerzők gyakorlott oktatók, akik a területen több diplomával és gyakorlati ismeretekkel rendelkeznek és jártasok az orvostechnikai szabályozás, a kórházi felhasználás és a szervizelés területén is.
Hivatkozás: https://mersz.hu/dio-kovacs-szekrenyesi-zombory-biofizika-es-orvostechnika-alapjai//
BibTeXEndNoteMendeleyZotero
gomb segítségével választhatsz, hogy fejezetről fejezetre lapozva vagy inkább folyamatosan görgetve olvasnád-e a könyvet.
