Uniwersytet Medyczny w Łodzi

Wydział wojskowo lekarski

zajęcia laboratoryjne z biofizyki

Piotr

Kowalski

grupa iV

zespół nr 7

DATA: 19.10.2005 r.

TEMAT: PULSOOKSYMETRIA.

1. Wymiana gazowa w pęcherzykach płucnych.

Wymiana gazów oddechowych w pęcherzykach płucnych zachodzi na zasadzie dyfuzji.

Tlen przenika do krwi, gdzie wiąże się z hemoglobiną i jest rozprowadzany dalej a dwutlenek węgla z krwi dostaje się do pęcherzyków, skąd wydalany jest podczas wydechu.

2. Dyfuzja cząsteczkowa - proces rozprzestrzeniania się cząsteczek w gazie lub cieczy. Zderzenia między cząsteczkami powodują, że ich ruch jest przypadkowy (ruchy Browna). Jeżeli jednak między dwoma punktami przestrzeni występuje różnica stężeń cząsteczek danej substancji, to te przypadkowe ruchy prowadzą do jej zmniejszenia. Charakterystyczną cechą dyfuzji jest fakt, że objętość L ośrodka zajętego przez cząsteczki danego gazu rośnie w czasie t proporcjonalnie. Inaczej mówiąc:

L² = 2Dt

gdzie: D jest tzw. stałą dyfuzji lub współczynnikiem dyfuzji

Zasadniczą rolę w tym procesie odgrywa rozpuszczalność gazów we krwi.

3. Prawo Henry'ego - podlega mu rozpuszczanie gazów w cieczy, według którego stężenie gazu rozpuszczonego w cieczy jest w stanie równowagi proporcjonalnie do ciśnienia cząstkowego (p) gazu pozostałego nad cieczą, niezależnie od obecności innych gazów:

c = αp

gdzie: c - stężenie gazu rozpuszczonego w cieczy

α - współczynnik rozpuszczalności gazu

p - ciśnienie cząstkowe gazu doskonałego

Współczynnik α zależy od rodzaju gazu i cieczy, od temperatury (maleje wraz ze wzrostem) oraz ciśnienia całkowitego gazów nad cieczą. Stężenie gazu wyraża się stosunkiem objętości V_g, jaką rozpuszczony gaz zajmowałby w warunkach normalnych, do objętości V cieczy, czyli

c = V_g/V

	Temperatura ^oC	O2 Pa^-1	N2 Pa^-1	CO2 Pa^-1
W wodzie	20 30	3,06*10^-7 2,59*10^-7	1,62*10^-7 1,36*10^-7	86,6*10^-7 65,6*10^-7
W osoczu	30	2,17*10^-7	1,09*10^-7	5,0*10^-7

Tab. Współczynniki rozpuszczalności gazów oddechowych.

Podczas wdechu do płuc dostaje się ok. 0,5 dm³ powietrza (z czego 0,12 dm³ pozostaje w przestrzeni martwej: tchawicy, oskrzelach i oskrzelikach) a pozostałe 0,38 dm³ miesza się z powietrzem zaległym w przestrzeni czynnościowej płuc.

4. Ciśnienie krwi - to ciśnienie jakie panuje w arteriach, czyli głównych naczyniach krwionośnych organizmu. Powstaje ono poprzez ciągłą pracę serca, które nieustannie tłoczy krew w układzie krwionośnym ciała. Idealne ciśnienie krwi to 120/80 (mmHg). Pierwsza liczba (wyższa) to ciśnienie skurczowego, czyli takiego stadium pracy serca, gdy mięsień wykonuje prace. Druga liczba (niższa) to ciśnienie rozkurczowe, czyli ciśnienie pomiędzy uderzeniami serca.

Tętno - to cykliczne rozciąganie i kurczenie się ścian naczyń krwionośnych spowodowane przepływem krwi (w rytmie akcji serca); jest najczęściej badane na tętnicy promieniowej, szyjnej lub udowej; u zdrowych dorosłych osób prawidłowa wartość tętna waha się w granicach 60-80 uderzeń na minutę

5. Ciśnienie cząstkowe (ciśnienie parcjalne) - ciśnienie, jakie wywierałby dany składnik mieszaniny gazów, gdyby w tej samej temperaturze sam zajmował tę samą objętość.

Ciśnienia cząstkowe można wyliczyć wykorzystując równanie Clapeyrona (prawo stanu gazu doskonałego):

gdzie:
p - ciśnienie cząstkowe składnika
n - liczność (liczba moli) składnika
V - objętość mieszaniny gazowej
R - uniwersalna stała gazowa
T - temperatura.

Prawo Daltona- inaczej prawo ciśnień cząstkowych, mówi że:

"Ciśnienie wywierane przez mieszaninę gazów jest równe sumie ciśnień wywieranych przez składniki mieszaniny, gdyby każdy z nich był umieszczany osobno w tych samych warunkach objętości i temperatury (suma ciśnień cząstkowych)."

Prawo Daltona jest słuszne dla gazów doskonałych nie reagujących z sobą. Dla gazów rzeczywistych jest słuszne jedynie dla gazów rozrzedzonych i w wysokiej temperaturze (z

6. Hemoglobina (oznaczana również: Hb lub HGB) - czerwony barwnik krwi, białko zawarte w erytrocytach, którego funkcją jest przenoszenie tlenu - przyłączanie go w płucach i uwalnianie w tkankach. mutacje genu hemoglobiny prowadzą do chorób dziedzicznych np. anemi sierpowatej. Cząsteczka hemoglobiny jest tetramerem złożonym z dwuch podjednostek (białek) alfa i dwuch podjednostek beta. Podjednostki nie są związane kowalencyjnie. Każda podjednostka zawiera, jako grupę prostetyczną (niebiałkową), cząsteczkę hemu. Cząsteczka hemu zawiera położony centralnie atom żelaza umożliwiający jej wiązanie cząsteczek tlenu. Jedna cząsteczka hemoglobiny może przyłączyć cztery cząsteczki tlenu. Hem nadaje białku (i krwi) czerwony kolor.

Typy hemoglobiny:

1. Oksyhemoglobina HbO₂ - powstaje przez związanie jednej cząsteczki O₂ bez zmiany wartościowości atomu żelaza Fe²⁺ (utlenowanie),

2. Methemoglobina - nieczynna Hb, która utraciła zdolność wiązania O₂przez utlenienie Fe²⁺ do Fe³⁺,

3. Karboksyhemoglobina HbCO - unieczynniona hemoglobina wskutek związania się z tlenkiem węgla (czadem),

4. Karbaminohemoglobina - czyli hemoglobina połączona z CO₂ ale z grupami -NH₂ części białkowej.

7. Pulsooksymetria.

Oksymetria impulsowa, w przeciwieństwie do spektroskopii bliskiej podczerwieni (NIRS), została już szeroko zastosowana u dorosłych i noworodków oraz wydatnie spotęgowała możliwości monitorowania pacjenta w anestezjologii i w intensywnej opiece. Różnice we właściwościach absorpcyjnych Hb i HbO₂ przy dwóch długościach fal świetlnych, jednej w paśmie czerwieni a drugiej w zakresie bliskim podczerwieni, określają wysycenie tlenem. Zmierzony zostaje wtedy stosunek niezaabsorbowanego światła czerwonego do podczerwonego, przy czym nie jest wymagana ocena ilościowa długości ścieżki optycznej, a po ponownym użyciu algorytmów wyprowadzonych z prawa Beera-Lamberta oblicza się wysycenie hemoglobiny tlenem. Uważa się, że ocena tej proporcji na szczycie sygnału impulsowego, po wykluczeniu absorpcji światła spowodowanej obecnością skóry, tkanek miękkich oraz krwi żylnej, przedstawia wysycenie tlenem krwi tętniczej.

---