Was ist der Blutfluss? Blut ist eine Flüssigkeit des Körpers, die aus speziellen Blutzellen und aus flüssigem Blutplasma besteht. Über den . Verletzung des arteriellen und venösen Blutfluß Modellierung, Analyse und Berechnung der zerebrovaskularen Regulationsmechanismen - PDF


Verletzung des arteriellen und venösen Blutfluß


Küpper Tag der mündlichen Prüfung: Weiterhin wurde spezielles Interesse auf die Ausschüttung von Katecholaminen während sympathischer Stimulation und deren Verletzung des arteriellen und venösen Blutfluß auf die Herzrate, das Herzzeitvolumen und den Blutdruck gelegt. Es können also Verletzung des arteriellen und venösen Blutfluß schwere Schädel Hirn Verletzungen des Menschen als auch der Ratte in einer sehr realistischen Art und Weise beschrieben werden.

Beide Modelle sind auf Bifurkationen untersucht worden und einige interessante Resultate und Unterschiede wurden entdeckt. Im Fall des Modells Mensch existieren Hopfpunkte. Die an diesen Punkten entstehenden periodischen Lösungen sind klinisch als Lundbergsche A Wellen oder Plateauwellen bekannt.

Diese Tatsache stimmt mit experimentellen Daten von Rosner et al. Im Gegensatz dazu existieren keine Verletzung des arteriellen und venösen Blutfluß innerhalb des Rattenmodells, d. Weiterhin stellt sich aufgrund der Ergebnisse der Analysen beider Systeme die Frage, inwieweit ein Rattenmodell im Allgemeinen dazu geeignet ist, Verletzung des arteriellen und venösen Blutfluß über das Verhalten des Menschen in einer gegebenen klinischen Situation zu treffen.

Abstract In this thesis a mathematical models for the description of cerebral hemodynamics of patients as well as of rats are developed and analyzed to give a better understanding of the cerebral perfusion after a severe head injury.

These models are able to simulate the regulation mechanisms working on the small cerebral arteries and arterioles, the autoregulation, the CO 2 and NO reactivity, and thus to adapt dynamically the blood flow in the brain. Special interest is laid on the release of catecholamines and their effect on the heart frequency, the cardiac output and the blood pressure.

Therefore these models are able to describe situations of severe head injuries in a very realistic way. These two models are tested for bifurcations and some interesting results and differences between them have been found. In the case of the patient model one detects Hopf bifurcation points.

The periodic solutions, which originate at these bifurcation points, are clinically known as Lundberg s A-waves or plateau waves. The reasons for the occurrence of plateau waves in the intracranial pressure have not yet been discovered. There are no Hopf bifurcation points in the rat model, i. In the physiological point of view this result leads to the assumption that the rat system is much more robust than the patient system.

The question is now, after analyzing both systems, whether a rat model Verletzung des arteriellen und venösen Blutfluß suitable for predicting the human behavior in a given clinical situation.

Der Durchblutung des Gehirns kommt hierbei eine Schlüsselrolle zu. Weiterhin wird die Kontrolle der zerebralen Perfusion ebenso durch Parameter des kardiopulmonaren Systems beeinflusst. In dieser Arbeit werde ich zwei Modelle aufstellen und betrachten: Das Modell Verletzung des arteriellen und venösen Blutfluß und das Modell Mensch. Die Modellgleichungen sind in beiden Systemen im wesentlichen dieselben. Sie Verletzung des arteriellen und venösen Blutfluß sich jeweils in den Parametern.

Die durchgeführten numerischen Simulationen des Rattenmodells stimmen mit experimentell gemessenen Daten von Sprague Dawley Ratten überein. Es beschreibt die zerebrale Hämodynamik des Menschen unter physiologischen Bedingungen sehr gut. Beide Modelle wurden analysiert und miteinander verglichen. Dabei wurden einige interessante Phänomene und Unterschiede entdeckt. Im Falle des Modells Mensch existieren Hopfpunkte.

Die Ursache für während der Schwangerschaft Becken- Symptome Varizen Entstehen solcher Wellen im intrakraniellen Druck ist bisher noch nicht verstanden. Sie wird in dieser Arbeit durch die Analyse des von mir. Es ist ein Verletzung des arteriellen und venösen Blutfluß Stimulus notwendig, um das Entstehen von Plateauwellen hervorzurufen.

Diese Tatsache stimmt mit Verletzung des arteriellen und venösen Blutfluß Daten von [1] überein. Innerhalb des Rattenmodells gibt es allerdings keine Hopfpunkte, Verletzung des arteriellen und venösen Blutfluß. Die Modellierungsidee besteht darin, die Blutzirkulation durch das Gehirn als einen hydraulischen Schaltkreis aufzufassen und die entsprechenden physikalischen Analogien zwischen elektrischen und hydraulischen Schaltkreisen auszunutzen.

Sie entspricht der Kapazität eines Kondensators. Erste Arbeiten zur Modellierung der zerebralen Hämodynamik sind bereits von Ursino et al. In der vorliegenden Arbeit wurde das zugrunde liegende Modell Verletzung des arteriellen und venösen Blutfluß [4] durch folgende zusätzliche Punkte erweitert, um ein der Realität näheres und physiologisch anwendbares Arteria cerebri media zu erhalten: Die Arbeit gliedert sich in folgende Kapitel: Im ersten Kapitel werden zunächst die Gleichungen des allgemeinen Modells der zerebralen Perfusion entwickelt.

Kapitel 2 beschäftigt sich mit der Parameterbestimmung für das System Ratte und zeigt numerische Simulationen des Modells. Um das Modell Ratte und das Modell Mensch miteinander vergleichen zu können, werden in Kapitel 3 die Parameter für das System Mensch angegeben und einige Simulationen gezeigt.

In Kapitel 4 werden beide Systeme auf Bifurkationen untersucht. Die physiologischen Schlüsse aus den beobachteten Phänomenen werden in Kapitel 5 gezogen. Weiterhin werden Verletzung des arteriellen und venösen Blutfluß beide Systeme miteinander verglichen. Kastanien Krampfadern Bewertungen dieser Stelle möchte ich mich ganz herzlich bei all denjenigen bedanken, die mich bei der Entstehung dieser Arbeit unterstützt haben.

Besonders danke ich Prof. Thorsten Tjardes für das interessante Thema und die gute mathematische bzw. Weiterhin danke ich Prof. Küpper für die finanzielle Unterstützung in Form einer wissenschaftlichen Mitarbeiterstelle. Köln, im März Silvia Daun. Sie teilt sich auf in kleinere Arterien, die das Blut in die verschiedenen Körperbereiche transportieren. Die Äste verzweigen sich immer mehr.

Die kleinen Arterienäste werden Arteriolen genannt. In ihnen findet der Austausch von Sauerstoff, Nährstoffen und Verletzung des arteriellen und venösen Blutfluß statt. Sie sind das Bindeglied zwischen Arterien und Venen. Die Kapillaren gehen in die Venolen über. Piale Arterien sind intrakranielle Arterien, die in der und unter der Pia Mater verlaufen. Pulmonarer und systemischer Blutkreislauf aus [7].

In Abbildung 2 ist das biomechanische Analogon des mathematischen Modells gezeigt. Sie bildet ein Segment des Modells und wird durch einen hydraulischen Widerstand R a und eine hydraulische Compliance C a dargestellt.

Sie entspricht in einem hydraulischen Schaltkreis der Kapazität eines Kondensators in einem elektrischen Schaltkreis. Die mittleren zerebralen Arterien verzweigen sich wiederum in die kleinen pialen zerebralen Arterien und später in die Arteriolen.

Durch Einführung dieser Regulationsmechanismen wird das modellierte System nichtlinear. Zur Modellierung dieses intrakraniellen Segmentes wird R pa halbiert und sowohl vor die kleinen zerebralen Arterien und Verletzung des arteriellen und venösen Blutfluß als auch vor die Kapillaren geschaltet. Am Ende der Verästelungen der pialen zerebralen Arterien stehen die Kapillaren.

Aus diesem Grund werden die Verletzung des arteriellen und venösen Blutfluß nicht mit einer Compliance, sondern nur mit einem Widerstand, der in R pa eingeht, modelliert. Es wird durch den hydraulischen Widerstand R pv und die hydraulische Compliance C vi dargestellt.

Der zugehörige arterielle Druck ist P a. Der Venendruck hier ist P vs. Die extrakraniellen Venen werden durch einen systemisch venösen Widerstand R ve und eine Compliance C ve modelliert. Der Druck ist P cv. Da die Vorgänge, welche die Compliance der terminalen Venen verändern, für die Modellierung nicht Varizen Steroid sind, wird diese vernachlässigt Verletzung des arteriellen und venösen Blutfluß das letzte intrakranielle Segment nur durch Verletzung des arteriellen und venösen Blutfluß hydraulischen Widerstand R vs beschrieben.

Die gesamte Compliance des intrakraniellen Raumes Verletzung des arteriellen und venösen Blutfluß durch C ic gegeben. Sie transportiert das Blut vom Gehirn zurück zur rechten Herzkammer und wird durch den hydraulischen Widerstand R ve und die hydraulische Compliance C ve dargestellt. Innerhalb dieses hydraulischen Schaltkreises ist die linke Herzkammer also die Quelle und die rechte Herzkammer die Senke.

Darin wird lediglich die Hämodynamik innerhalb des intrakraniellen Raumes betrachtet und der Blutdruck P a als konstanter Inputparameter für die zerebrale Blutzirkulation verwendet. In dieser Arbeit werden nun ebenfalls die extrakraniellen Arterien und das Herzzeitvolumen modelliert. Da der Blutdruck P a vom Herzzeitvolumen Q abhängt, ist er hier nicht konstant.

Das Herzzeitvolumen beschreibt die Menge an Blut, die innerhalb einer gewissen Zeit vom Herzen in die Aorta gepumpt wird. Es ist durch eine Funktion Q modelliert, die später beschrieben wird.

Die Modellfunktion ist durch eine innere, mit der Herzfrequenz oszillierende Funktion, sowie durch eine Hüllfunktion für diese inneren Oszillationen gegeben. Der Parameter n hat die folgende Bedeutung: Drittel des Herzzyklus, was mit physiologischen Standardtexten übereinstimmt. Durch die Wahl dieser periodischen Herzzeitvolumenfunktion Q als Input für die systemische Blutzirkulation, wird der Blutdruck P a und damit alle anderen Drücke und Flüsse des Systems pulsatil.

Die Einführung eines pulsatilen Blutflusses erlaubt es, die Effekte von Herzrhythmusstörungen auf die zerebrale Perfusion zu untersuchen. Dieses Phänomen wird mathematisch durch die intrakranielle Compliance C ic beschrieben. Laut Marmarou et al. Wendet man die Massenerhaltungsbeziehung unter Berücksichtigung aller hier vorhandenen. Das biomechanische Analogon des Modells in Abbildung 2 gibt die vier intrakraniellen Compartments zusammen mit den extrakraniellen arteriellen und venösen Blutbahnen an.

Die Hämodynamik dieses Segments wird durch einen hydraulischen Widerstand R la und eine hydraulische Compliance C la beschrieben.

Im Gegensatz Verletzung des arteriellen und venösen Blutfluß Modell von Ursino et al. Weiterhin hängen Volumenveränderungen in diesem Compartment nur von Veränderungen im transmuralen Druck P la P ic und nicht von Veränderungen in der Compliance C la ab. Beide Parameter werden aktiv durch zerebrovaskulare Kontrollmechanismen reguliert. Volumenveränderungen in den pialen Arterien und Arteriolen hängen sowohl von Änderungen im transmuralen Druck P pa P icals auch von der Wirkung der zerebrovaskularen Kontrollmechanismen, welche die Compliance C pa ändern, ab.

Der zweite Term gibt die aktiven Volumenveränderungen aufgrund der Wirkung der Regulationsmechanismen wieder. Aus den drei Gleichungen 1.


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Der Venendruck fällt ausgehend von der Read article zum Herzen hin kontinuierlich ab.

In Bewegung sinkt der Druck auf etwa 20 mmHg, wenn eine ausreichend gute Venendrainage gewährleistet ist. Für den venösen Rückstrom zum Herzen sind mehrere Faktoren von Bedeutung:. Das Herz ist in erster Linie eine Presspumpe und nur nachrangig eine Saugpumpe. In jeder Auswurfphase presst diese Pumpe beim herzgesunden Erwachsenen durchschnittlich etwa 70 Milliliter Blut aus der linken Herzkammer in die Aorta.

Diese Flüssigkeitsmenge übt zusätzlichen - zum bereits bestehenden - Druck auf die Blutsäule in der Aorta beziehungsweise in den von ihr abgehenden Arterien aus. Bei einem gesunden, liegenden Probanden beträgt der Druck im kapillaren Venenteil etwa 20 mmHg, sinkt in der Leistengegend auf etwa mmHg ab, beträgt im Bauchraum intraabdominal noch etwa mm Hg und im rechten Herzvorhof nur noch 2 mmHg. Diese Druckwerte reichen für den Rücktransport des Blutes aus.

Erst im endvenösen Bereich, also kurz vor der Einmündung der oberen Hohlvene in den rechten Herzvorhof, wirkt sich die Sogwirkung des Herzens aus. Der Sog entsteht in der Austreibungsphase und wird durch die Ventilbewegung im Herzen erzeugt.

Während des Einatmens verstärkt sich dieser Unterdruck und damit steigt gleichzeitig intraabdominal der Druck an, Krampfadern im Becken ist gefährlich sich das Zwerchfell senkt. Dieses Phänomen, Visit web page genannt, nutzt man Verletzung des arteriellen und venösen Blutfluß der Venendiagnostik als erste orientierende Funktionsprüfung der Venenklappen.

In der Ausatemphase öffnen sich die Klappen wieder Verletzung des arteriellen und venösen Blutfluß Reaktion auf den intraabdominalen Druckabfall. Folge click at this page, dass sich die Beckenvenen und die untere Hohlvene wieder füllen, das Blut strömt weiter Richtung Herzen. Verstärkt wird Verletzung des arteriellen und venösen Blutfluß sogenannte abdominal-thorakale Zweiphasenpumpe durch die Herztätigkeit.

Der Veneninhalt übt einen Druck auf die Venenwand aus. Dadurch entsteht an der Verletzung des arteriellen und venösen Blutfluß Spannung, die dem Inhalt als Gegendruck dient und dafür sorgt, dass der Venendruck nicht weiter ansteigt.

Venendruck und Venenvolumen stehen in enger Beziehung zueinander. Das tiefe Venensystem ist in Muskeln eingebettet. Das führt dazu, dass jede Muskelkontraktion die Venen zusammenpresst und Verletzung des arteriellen und venösen Blutfluß die in ihnen befindliche Blutsäule in Richtung Herz schiebt.

Pro Muskelanspannung wird nur eine bestimmte Blutmenge Richtung Herz befördert. Die wichtigste Rolle an den Beinen spielt in diesem Zusammenhang die Wadenmuskulatur bzw. Voraussetzung für eine effektive "Drainage" sind jedoch gut funktionierende Venenklappen. Der Bluttransport in den Venen verläuft passiv und ist vom Zusammenspiel mehrerer Faktoren abhängig. Ist nur einer dieser Faktoren gestört, bei Bettlägerigkeit zum Beispiel das "Ausmelken" der Venen durch Anspannen und Entspannen der Wadenmuskulatur, können Störungen im venösen Abfluss auftreten.

Dies wiederum kann Ursache von Thrombosen beziehungsweise Thromboembolien werden. Der Arzt stellt die Diagnose und entscheidet über die Therapie. Bei Notwendigkeit kann er medizinische Hilfsmittel z. Im medizinischen Fachhandel wird der Patient von geschultem Personal vermessen und erhält sein medizinisches Hilfsmittel für seine individuellen Bedürfnisse.

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Das Herz und sein Kreislaufsystem

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