Какво е преднатоварване

На тази ос ще начертая налягане, а на другата ос ще сложа обем. Ще направим малък мисловен експеримент. Ще отбележа това с милилитри, както обичайно, но ще пропусна числата засега, за да е по-лесно да видим какво се случва. Няма да сложа числа на осите. Но схващаш идеята, че, разбира се, налягането ще се повиши насам, а обемът ще се повишава насам. Да кажем, че отида до шкафа. Да кажем, че имам шкаф, пълен с леви камери, и просто взема първата, която видя. Взимам я. В началото е празна, но започвам да вкарвам кръв в нея. Напълно е отпусната. Тази камера изобщо не е съкратена, което е важно, разбира се. Започвам да я запълвам с кръв. Докато правя това, ще следя колко кръв вкарвам и какво е налягането вътре в тази лява камера. Обърни внимание, че налягането се покачва, докато слагам все повече кръв. Всъщност, като започна да пълня това, да кажем, че го запълня напълно с кръв и опитам да сложа още повече, докато продължавам да опитвам да го напълня с кръв, забелязвам, че налягането започва да се покачва и се покачва много бързо. Близо до края започва да се покачва много по-бързо. Това е кривата, която мога да наименувам както си искам. Ще я нарека връзка между крайно диастолно налягане и обем. Може да си мислиш, връзка между налягането и обема... това е логично. Но защо трябва да го нарека крайно диастолно? Защо не пропуснах тези две думи? Причината да не пропусна тези думи е, понеже те носят информация. Казват ни, че това е в края на диастолата – тогава правя този експеримент. Например, никой не може да дойде и да попита имало ли е съкращение в тази лява камера. Бих казал, че, не, напълно е бил отпусната. Мога да предам тази информация, просто като използвам думата "крайно диастолно", понеже така се разбира, че говоря за момент в края на диастолата – лявата камера трябва да е бил отпусната. Всъщност, има още едно нещо, което искам да подчертая – тъй като разглеждаме по-особени моменти – спомни си, че ако това е налягане и обем, тогава налягането, делено на обема, или наклонът на тази права, е равно на eластичността. Ако начертая линията по определен начин, ако се запитам, например, какво се случва тук? Наклонът е много по-висок тук, отколкото тук. Друг начин да кажем това е, че наклонът (еластичността) на правата се покачва с времето. Просто помни, че терминът "еластичност" всъщност е напълно логичен в този контекст. Сега имаме правата, или крива. Предполагам, че сега можем да поразсъждаваме за това какво би се случило, ако в този момент – да кажем, тук в тази синя точка позволим на сърцето да се съкрати. Какво би се случило, ако лявата камера се съкрати? Разбира се, налягането ще се повиши и това се случва със съкращението. Но, предполагам, въпросът е какви са условията в този момент. Ако кажа, че това е краят на диастолата... понеже, разбира се, за тази ситуация – нека я наречем ситуация А – диастолата е приключила в тази точка. Какъв е бил обемът? Да кажем, че обемът е 125 милилитра, да кажем, че налягането е 10 милиметра живачен стълб. Това са условията в точката, в която позволих на лявата камера да се съкрати. Сега мога да избера друга точка. Мога да кажа: "Ами тази точка тук горе?" Ами ако има съкращение ето тук? Това просто означава, че сме изчакали малко по-дълго. Да наречем това ситуация В. Сега обемът е по-висок, нека да е 150, въпреки че изглежда сякаш чертежът ми е малко изкривен. Но нека приемем, че 150 е тази точка. Налягането е само малко по-голямо. Ще кажа, че е 15 милиметра живачен стълб, малко по-високо. Това са двете точки А и В. Мога да кажа, че знаем стойностите на налягането и обема. И налягането за ситуация А – нека първо разгледаме А. В ситуация А имаше налягане 10 милиметра живачен стълб и обем 125 милилитра. Така ще предам информация за тази точка. Ако някой ме попита за ситуация В, бих казал, че в ситуация В има малко по-високо налягане и малко по-голям обем. Всъщност им давам информация за условията в момента, в който е започнало съкращението. Това представлява тази точка – условията, когато започва съкращението. Сега може да си мислиш, че сме приключили. Какво друго има да кажем? Това беше много интересно. Но има друг термин, който хората използват, за да опишат условията, когато започне съкращението. Най-често хората се объркват, когато чуят тази дума. Думата е преднатоварване. Преднатоварване – мисля, че е много важно да го дефинираме, понеже понякога хората казват, че преднатоварването е налягането в момента на съкращение. А други хора казват, че преднатоварването е обемът, когато е започнало съкращението. Ще кажа, че не е нито налягането, нито обемът, а нещо различно. Ще дефинирам преднатоварването като равно на напрежението на стената. Нека се върнем малко назад. Ще кажа, че дори не е просто напрежение на стената, а ще кажа напрежение на лявата камерна стена, когато е започнало съкращението. Но няма да кажа "когато е започнало съкращението", а ще използвам по-кратка дума. Ще кажа в края на диастолата. В точката, в която е приключила диастолата, като в ситуации А и В това бяха две различни точки, просто казваме "точката, в която диастолата приключва" – стойността на напрежението на лявата камерна стена в този момент е преднатоварването. Така ще дефинирам преднатоварването. И това е начинът, който мисля, че е най-полезен за дефиниране на преднатоварването. Но, разбира се, преднатоварването има много общо с налягането и обема. Не е като да няма нищо общо с тях. Ще направя малко място и ще построя аргумента си, и да видим дали мога да те убедя, че това, което казвам, е логично. За да разберем това, трябва да помниш какво е напрежение на стената. Спомни си закона на Лаплас, който гласи, че напрежението на стената е равно на Р, налягането, по радиуса, делено на 2 по дебелината на стената. w е дебелина на стената. И, помни, Лаплас не работил с леви камери, както ние. Той е работил със сфери. Той е работил с нещо, което изглеждало малко повече като това. Той казал, че ако имаш сфера – това е сферата ти, опитвам да я начертая добре – тогава ако можеш да разгледаш вътрешността на тази сфера – да кажем, че вземеш тази сфера и сега ще отрежа половината от нея – да кажем, че отрежеш горната половина, гледаш само средната част на тази сфера, той казал, че ще забележиш, че вътре – ще го начертая с бяла права – вътре имаш поничка. Имаш нещо такова. Можеш да го погледнеш и ще видиш следното. Ще видиш, че ако погледнеш надолу към нея, тази поничка започва да изглежда ето така. Лаплас казал, че ако имаш ситуация, в която имаш някаква сфера и можеш да я отвориш и да я разгледаш, тогава можеш да направиш интересни наблюдения. Можеш да кажеш, че от тази точка до тази точка – да наречем това вътрешен радиус. Ще го нарека радиус IN. После от тази точка, от тук дотук, ще наречем това w, или дебелина на стената. Ако ги комбинираш, получаваш общия радиус. Той казал, че R общо е равно на радиуса на вътрешността плюс дебелината на стената. И, разбира се, след като споменахме налягане, може да се чудиш къде влиза налягането във всичко това. Налягането е това, което избутва стените. Това е налягане. Но помни, има връзка, интересна връзка между обема и радиуса на вътрешната част. Обемът е равен на 4/3 по пи, по r^3. В този случай, когато кажа r, имам предвид радиуса на вътрешната част. Трябва да кажа R IN. Записах малко r, но ще го направя главно R. Това е връзката. Ако искаш да разместиш нещата, можеш да кажеш, че радиусът на вътрешната част е просто кубичен корен от – и после преобръщаш уравнението. Казваш, че е 3/4 пи и това е v за обем. Сега, ако имаш информация за обема, можеш да изразиш радиуса на вътрешната част. Можем да направим това. Можем да кажем колко е радиусът на вътрешната част. Ако това са обемите – изчислих това предварително, за да не трябва да изчислявам кубичен корен от тези неща, а ти търпеливо да ме чакаш – можеш да изчислиш това и да кажеш когато имаме 125 милилитра, колко е радиусът на вътрешната част. Оказва се, че е около 3,1 сантиметра. И, помни, може да мислиш как преминаваш от милилитри в сантиметри. Помни, че 1 милилитър – и ще го запиша тук. 1 милилитър е равен на 1 кубичен сантиметър. Това е хубаво, понеже когато изчисляваш кубичен корен, получаваш сантиметрите. Това е ситуация А. В ситуация В, ако заместя 150 в това уравнение, получавам, че радиусът на вътрешната част става 3,3 сантиметра. Можем да се справим и с другата променлива. Можем да намерим дебелината на стената. Затова просто ще приемем, че лявата камера няма да се промени много от един удар до следващия и че, по принцип, при моя размер и тегло ще имам дебелина на стената от – да кажем, че е около 1 сантиметър, за да улесним изчисленията. После крайната променлива, която ни трябва, е общият радиус, който е просто радиусът на вътрешната част плюс дебелината на стената. Просто събираме тези две числа. Събирам ги и казвам, че общият радиус е просто 4,1 сантиметра. Това ще е 4,3 сантиметра. И, най-накрая, можем да изчислим преднатоварването. Можеш просто да вземеш тези числа и да си кажеш: "Господин Лаплас ме пита за налягане, имам го ето тук. Господин Лаплас ми искаше общия ми радиус и го имам ето тук. Господин Лаплас ми искаше и дебелината на стената и я имам ето тук." Имаме всички неща, които ни трябват, за да изчислим напрежението на стената в края на диастолата – разбира се, това е много важно, имаме тези числа в края на диастолата. Можем да изчислим преднатоварването, което е много готино, защото това не е просто някаква дума, която просто изговаряме, а нещо, което можеш да измериш. Нека да го разгледаме и да го изчислим. Нека първо направим ситуация А. Просто ще запиша А отново. Имаме 10*4,1. Това е 41, делено на 2*1. Това дава – ще го закръгля. Това е около 21 милиметра живачен стълб. Друго интересно нещо за преднатоварването е, че се измерва в мерни единици за налягане. В ситуация В имаме 15*4,3 делено на 2*1. Това ни дава 32. 32. Отново, закръглявам – 32 милиметра живачен стълб. Можеш да видиш, че преминаването от ситуация А към ситуация В – като ще запиша на поничката си тук какво е напрежението на стената. Помни, напрежението на стената всъщност е силата, дърпаща сърдечния мускул настрани, върху площта. Това е логично. В началото на съкращението, когато сърцето ще се съкрати, колко е напрежението върху стената? Това е преднатоварването. То, разбира се, зависи от налягането и обема. Сега можеш да кажеш, че сме преминали от преднатоварване от 21 милиметра живачен стълб до преднатоварване от 32 милиметра живачен стълб. Подобно изчисление се прави рядко, но то е много ценно.