Soru

Zorluk: ZorHemodinamik ve Kan Akımı Fiziği

Hemodinamik prensiplerin incelendiği bir modelde, uzunlukları (LL) ve içinden geçen kanın fiziksel özellikleri (viskozite, yoğunluk) aynı olan iki arteriyel segment (Damar A ve Damar B) sisteme birbirine paralel olacak şekilde yerleştirilmiştir. Damar B'nin iç yarıçapının Damar A'nın iki katı olduğu (rB=2rAr_B = 2r_A) bilindiğine göre, her iki damarda da laminer akım gerçekleştiği varsayımıyla bu damarlar arasındaki hemodinamik ilişkiler hakkında aşağıdakilerden hangisi doğrudur?

  1. Damar B'deki vasküler direnç, Damar A'nın direncinin 1/161/16 katıdır.Cevap
  2. B
    Damar B'den birim zamanda geçen kan hacmi (akım), Damar A'nın 88 katıdır.
  3. C
    Damar B içindeki çizgisel akım hızı, Damar A'nın 22 katıdır.
  4. D
    Damar B'deki akımın türbülanse eğilimini belirleyen Reynolds sayısı, Damar A'nın 1616 katıdır.
  5. E
    Damar B boyunca oluşan basınç farkı (ΔP\Delta P), Damar A'nın 1616 katıdır.

Cevap

Damar B'deki vasküler direnç, Damar A'nın direncinin 1/161/16 katıdır.
Doğru olan ifade, geniş damarın direncinin çok daha düşük olduğunu belirten ifadedir. Poiseuille denklemine göre direnç, yarıçapın dördüncü kuvvetiyle ters orantılıdır. Yarıçapın 2 katına çıkması (r2rr \rightarrow 2r), direncin 24=162^4 = 16 kat azalması (RR/16R \rightarrow R/16) anlamına gelir.

Adım Adım Çözüm

1
Paralel devrelerde basınç ilişkisini belirle.
ΔPA=ΔPB\Delta P_A = \Delta P_B
Paralel bağlı sistemlerde giriş ve çıkış noktaları aynı olduğu için basınç farkı eşittir.
2
Poiseuille denklemini kullanarak direnç oranını hesapla.
RB=RA/16R_B = R_A / 16
Direnç (RR), yarıçapın dördüncü kuvvetiyle ters orantılıdır (R1/r4R \propto 1/r^4). Yarıçap 2 katına çıktığında (24=162^4 = 16), direnç 16 kat azalır.
3
Ohm kanunu ile akım (debi) oranını belirle.
QB=16×QAQ_B = 16 \times Q_A
Q=ΔP/RQ = \Delta P / R formülüne göre sabit basınçta akım dirençle ters orantılıdır.
4
Akım hızı (velocity) oranını kesit alanına göre hesapla.
vB=4×vAv_B = 4 \times v_A
v=Q/Av = Q / A. Akım 16 kat artarken, kesit alanı (A=πr2A = \pi r^2) yarıçap 2 katına çıktığı için 4 kat artar (16/4=416/4 = 4).
5
Reynolds sayısı oranını bul.
ReB=8×ReARe_B = 8 \times Re_A
Rev×dRe \propto v \times d. Hız (vv) 4 kat, çap (dd) 2 kat arttığı için 4×2=84 \times 2 = 8 kat artış olur.

Anahtar Kavram

Hemodinamikte paralel damar sistemlerinde yarıçapın direnç (r4r^4), akım (r4r^4), hız (r2r^2) ve türbülan eğilimi (r3r^3) üzerindeki katlanarak artan etkileri.

Daha Fazla Pratik

Viskozitenin (örneğin polisitemi veya anemide) Reynolds sayısı ve vasküler direnç üzerindeki etkilerini inceleyen soruları çözmek bu konuyu pekiştirecektir.
Tahmini Süre:2m 0s
Bu soruyu puanla