Physikalische Grundlagen des menschlichen Herz-Kreislaufsystems

Kapitel 3 Physikalischen Grundlagen des Gefäßsystems
Die Ausbreitungsgeschwindigkeit v der Pulswelle bestimmt sich durch [10]:
v = Wurzel aus κ/ρ
ρ = Dichte des Blutes
κ = dp/dV.V (Volumenselastizitätsmodul)
Die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Pulswelle ist wegen der Impulsübertragung
von Teilchen zu Teilchen wesentlich größer als die Strömungsgeschwindigkeit des
Blutes. So erreicht die Pulswelle bereits nach 0,2 s die Arteriolen des Fußes, während
die Flüssigkeitsteilchen gerade in der Aorta angekommen sind [10].
In zunehmenden Alter wird κ größer, was meist auf Ablagerungen in den Gefäßen
zurückzuführen ist. Die Ausbreitungsgeschwindigkeit wird dadurch erhöht und kann
bis zu 10m/s betragen (Jugendlicher 5m/s) [10].
3.4 Regelkreis
Die Kybernetik befaßt sich mit Prozessen der Kommunikation und Regelung und
wurde ursprünglich für immer größer werdende Bereiche der Technik formuliert.
Ihre Anwendung auf lebende Organismen wird als Biokybernetik bezeichnet, die bestrebt
ist, biologische Funktionen in ihren Zusammenhängen übersichtlich und häufig
auch quantitativ darzustellen.
Regelkreise im menschlichen Körper sind freilich viel zu komplex, um sie im Rahmen
dieser Arbeit ausführlich zu behandeln [siehe dazu 10, 15], zumindest der prinzipielle
Aufbau soll aber in Bezug auf das Herz- Kreislaufsystem erwähnt werden.
Abbildung 3.10 zeigt eine schematische Darstellung. Als Regelstrecke bezeichnet
man dabei den Ort, an dem irgendeine Größe geregelt werden soll; beim Kreislauf ist
die Regelstrecke das Gefäß.
Die Regelgrößen sind z.B. Blutdruck oder Temperatur, die geregelt auf einem bestimmten
Sollwert gehalten werden sollen. Zur Messung des Istwertes dienen Meßfühler
(Receptoren, die den Funktionszustand des Kreislaufs an verschiedensten
Körperstellen messen), die den Meßwert in irgendeiner Form (meist elektrische oder
chemische Impulse) an den Regler (Sollwert-Istwert- Vergleicher) weiterleiten.
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