Недавно у меня был тест с шестью манжетами для измерения артериального давления; По 2 на руки, лодыжки и большие пальцы ног. Во время теста я чувствовал пульсацию на руках и ногах и заметил отчетливую задержку в 0,2 секунды между пульсом на руках и лодыжках.
Я использовал свою частоту пульса в то время и долю периода пульса между рукой и ногой, чтобы получить 0,2 секунды, и я ненаучно даю себе +/- 20% погрешность в этом числе.
Сначала я был очень удивлен, потому что скорость звука в воде составляет примерно 1500 метров в секунду, а поскольку вода и, предположительно, кровь в основном несжимаемы, я не мог понять, что могло вызвать такую большую задержку.
Затем я понял, что артерии должны быть в некоторой степени эластичными, и что распространение импульса должно включать массу/инерцию крови и восстанавливающую силу артерии, так что это была своего рода проблема биофизики.
Выяснилось, что результаты испытаний включают отчет о скорости распространения порядка 1100 сантиметров в секунду. Я не уверен, как это связано с моей оценкой в 0,2 секунды, поскольку это подразумевает расстояние в 2,2 метра, и нет никакого способа, чтобы мой локоть был на 2,2 метра дальше от моего сердца, чем моя лодыжка (мой рост ~ 1,7 метра).
Вопросы: Как понять биофизику и математику за 0,2-секундной задержкой между пульсом на руке и лодыжке?
Итак, получается, что ваша оценка неплохая, путем простого расчета скорости я получаю, что она отличается чуть более чем на 50% (см. ниже), но, как вы говорите, в вашем измерении есть некоторая ошибка. Однако оказывается, что скорость пульсовой волны гораздо сложнее, чем это, и является предметом некоторых дискуссий в литературе.
Скорость, с которой распространяется импульс , — это не скорость звука, а скорее скорость импульса от вашего сердца, и она варьируется в зависимости от ригидности сосудов (более тонкие артерии быстрее, более крупные — медленнее, поскольку они более гибкие). Уравнения для расчета аналогичны тем, которые используются для расчета скорости звука в среде. Их два, где это давление и объем и плотность крови:
Уравнение Франка/Брэмвелла-Хилла
Теперь их очень сложно измерить обычному человеку, и с ними немного сложно работать, поэтому их можно упростить до классических. .
Если вы посмотрите на структуру артерий в теле, все основные кровеносные сосуды к дистальным частям тела питаются (что неудивительно) из одного и того же источника, аорты.
Теперь, чтобы оценить разницу во времени, вам нужно определить время, которое потребуется для распространения в каждую точку.
Я не так уж далеко от вас по размеру (~10 см выше), и сделал несколько очень грубых оценок того, как далеко мой локоть от моего сердца и как далеко мое сердце от моей лодыжки, и я получил ~ 40 см для локтя и ~135 см по щиколотке.
Вы указали скорость распространения 1100 см/с, подставив это в простое уравнение:
Домен
Домен
Карл Виттофт
боб1