Гидродинамика газа

Гидродинамика глаза

Гидродинамика газа

Лекция №6.

Глаукома.

Самой большой опасностью при глаукоме является угроза безвозвратной слепоты. Глаукома у взрослых развивается после 40-45 лет у 1,0-1,5% населения. У детей глау-кома встречается реже — один случай на 10000 детей, но каждый десятый ребенок от нее слепнет.

Учитывая быструю потерю зрения при врожденной глаукоме, ее должны диагнос-тировать в родильных домах акушеры-гинекологи, неонатологи, микропедиатры. Но-ворожденных с выявленной глаукомой нужно срочно направлять к окулисту для хи-рургического лечения.

При остром приступе глаукомы оказывается неотложная ме­дицинская помощь, поэ-тому средние медицинские работники постоянно сталкиваются с такими больными. Их своевременная и грамотная помощь может стать решающей в предотвращении потери зрения.

Профилактика глаукомы отсутствует, есть лишь профилактика слепоты от нее, а она заключается в раннем вы­явлении и раннем начале лечения больных. В профилак-тике слепоты от глаукомы важную роль играет медицинская грамот­ность населения.

Раннее обращение к врачу, ранняя диагностика, своевременное и адекватное лечение дают надежды на сохранение зрения у больных с глаукомой до глубокой старости.

Гидродинамика глаза.

Глаукома протекает с нарушением гидродинамики (движения жидкости) в глазу. Для того чтобы понять причины нарушения гидродинамики, вспомним основы анато-мии и физиологии.

Все органы и ткани организма имеют некоторый тургор, обу­словленный внутрен-ним и экстрацеллюлярным давлением. Вели­чина такого давления обычно не превы-шает 2-3 мм рт. ст. Вели­чина внутриглазного давления значительно превосходит ве-личину давления тканевой жидкости и колеблется от 15 до 24 мм рт. ст.

Измерение величины внутриглазного давления называется тонометрией. Тономет-рию проводят путем наложения на глаз груза — тонометра, который при измерении сдавливает глаз и тем самым повышает внутриглазное давление.

Такое давление назы­вают тонометрическим в отличие от истинного внутриглазного давления, которое можно рассчитать по данным тонометрии. Ясно, что истинное внутриглазное давление несколько меньше тонометрического.

В России тонометрическое давление называют внутриглаз­ным и обозначают его в миллиметрах ртутного столба. Границы нормы тонометриического внутриглазного давления, полученные при измерении тонометром Маклакова (массой 10 г), колеблят-ся от 18 до 27 мм рт. ст, истинного — от 15 до 24 мм рт. ст. Уме­ренно повышенным счи-тается давление 28-32 мм рт. ст., высоким — 33 мм рт. ст. и более.

Внутриглазное давление у детей и взрослых практически оди­наково. Оно на 1,5 мм рт. ст. выше у новорожденных и понижа­ется после 70 лет. Внутриглазное давление постоянно изменяется. При резком смыкании век оно повышается до 50 мм рт. ст., при мигании — на 10 мм рт. ст. Отмечено суточное колебание в норме до 5 мм рт. ст.

(более сильное колебание является патологией), причем по утрам оно более высокое. Разница величины внутриглазно­го давления в разных глазах в норме также составляет 4-5 мм рт. ст. Если эти цифры превышают 5 мм рт. ст. (утром внутриглазное давление состав-ляет 24 мм рт. ст., а вечером — 18 мм рт. ст.

), не­обходимо заподозрить глаукому и об-следовать пациента, даже при формально нормальном внутриглазном давлении.

В основе сохранения постоянства внутриглазного давления находятся два процесса: секреция внутриглазной жидкости и скорость ее оттока из глаза. Изменения в любом из них приводят к нарушению гидродинамики глаза.

Секреция внутриглазной жидкости осуществляется цилиарным телом. Камерная влага примерно на 75% формируется за счет активного транспорта и на 25% — за счет «пассивной» ультрафильтрации. Водянистая влага циркулирует почти исключительно в переднем отрезке глаза. Она участвует в метаболизме хрустали ка, роговой оболочки и поддерживает определенный уровень внутриглазного давления.

Снижение секреции внутриглазной жидкости наблюдается при иридоциклите, трав-ме и приводит к гипотонии глаза. Повышение секреции может привести к повышению внутриглазного давления. Однако в 95% случаев глаукома обусловлена затруднением оттока жидкости из глаза — это так называемая ретенционная глаукома.

Внутриглазная жидкость вырабатывается цилиарным телом и сразу попадает в зад-нюю камеру глаза, находящуюся между хрус­таликом и радужкой. Через зрачок жид-кость выходит в переднюю камеру.

Та отграничена спереди роговицей, сзади радуж-кой и хрусталиком (иридохрусталиковой мембраной). У места смыка­ния роговицы и радужки находится угол передней камеры (УПК).

В передней камере жидкость делает круговорот под влиянием температурных перепадов и уходит в УПК, а оттуда через трабекулу в венозные сосуды.

Для возникновения глаукомы в УПК должны появиться при­знаки дисгенеза. Если дисгенез грубый и анатомия УПК резко нарушена, то возникает врожденная глаукома, при менее грубых изменениях УПК – юношеская глаукома, при небольших при­знаках дисгенеза, которые расценивают как нюансы строения УПК, — первичная глаукома взрослых.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Источник: https://studopedia.ru/10_176297_gidrodinamika-glaza.html

Физиологическая гидродинамика глаза

Гидродинамика газа

ПРОИСХОЖДЕНИЕ ВОДЯНИСТОЙ ВЛАГИ Источником возникновения камерной влаги является цилиарное тело, точнее его отростки. То есть при активном участии цилиарного эпителия. Об этом свидетельствуют анатомические данные: 1.

Увеличение внутренней поверхности цилиарного тела за счёт многочисленных его отростков (70-80) 2. Обилие сосудов в цилиарном теле 3. Наличие обильных нервных окончаний у цилиарного эпителия.

Каждый отросток цилиарного тела состоит из стромы, широких тонкостенных капилляров и двух слоёв эпителия. Эпителиальные клетки отделены от стромы и от задней камеры наружной и внутренней пограничными мембранами.

Поверхности клеток, обращённые к мембранам, имеют хорошо развитые оболочки с многочисленными складками и вдавлениями, как это обычно бывает у секреторных клеток.

наверх

СОСТАВ ВОДЯНИСТОЙ ВЛАГИ

Камерная влага образуется из плазмы крови путём диффузии из сосудов цилиарного тела. Но по составу камерная влага заметно отличается от плазмы крови. Так же нужно отметить, что состав камерной влаги постоянно меняется по мере продвижения камерной влаги от цилиарного тела до шлеммова канала.

Жидкость, которую продуцирует цилиарное тело можно назвать первичной камерной влагой, эта влага гипертонична и значительно отличается от плазмы крови. Во время движения жидкости через камеры глаза происходят процессы обмена со стекловидным телом, хрусталиком, роговицей, трабекулярной областью.

Диффузионные процессы между камерной влагой и сосудами радужки немного сглаживают различия в составе влаги и плазмы. У человека хорошо изучен состав жидкости передней камеры: эта жидкость более кислая, чем плазма, содержит больше хлоридов, молочной и аскорбиновой кислот.

В камерной влаге в небольшом количестве содержится гиалуроновая кислота (в плазме крови её нет). Гиалуроновая кислота медленно деполимерализуется в стекловидном теле гиалуронидазой и мелкими агрегатами поступает в водянистую влагу. Из катионов во влаге преобладают Na и К. Основными неэлектролитами являются мочевина и глюкоза.

Количество белков не превышает 0,02%, удельный вес влаги 1005. Сухое вещество составляет 1,08г на 100 мл.

наверх

ДРЕНАЖНАЯ СИСТЕМА ГЛАЗА И ЦИРКУЛЯЦИЯ ВНУТРИГЛАЗНОЙ ЖИДКОСТИ

Водянистая влага, выработавшаяся в цилиарном теле, проникает из задней камеры в переднюю через капиллярную щель между зрачковым краем радужной оболочки и хрусталиком, чему способствует постоянная игра зрачка под действием света. Первым препятствием на пути камерной влаги из глаза является трабекулярный аппарат или трабекула. Трабекула на разрезе имеет треугольную форму.

Вершина ее находится около края десцеметовой оболочки, один конец основания прикрепляется к скле-ральной шпоре, другой образует связку для цилиарной мышцы. Ширина внутренней стенки трабекулы 0,70 мм толщина — 120 ?. В трабекуле различают три слоя: 1) увеальный, 2) корнеосклеральный и 3) внутреннюю стенку шлеммова канала (или пористую ткань).

Уве-альный слой трабекулы состоит из одной или двух пла-стин. Пластина составляется из сети перекладин шири-ной около 4 ? каждая, лежащих в одной плоскости. Пе-рекладина представляет собой пучок коллагеновых волокон, покрытых эндотелием. Между перекладинами располагаются неправильной формы щели, диаметр ко-торых варьирует от 25 до 75 ?.

Увеальные пластины прикрепляются с одной стороны к десцеметовой оболочке, с другой к волокнам цилиарной мышцы или к радужной оболочке. Корнеосклеральный слой трабекулы состоит из 8-14 пластин. Каждая пластина представляет собой систе-му плоских перекладин (от 3 до 20 в поперечнике) и от-верстий между ними. Отверстия имеют эллипсоидную форму и ориентированы в экваториальном направлении.

Это направление перпендикулярно волокнам цилиарной мышцы, которые прикрепляются к склеральной шпоре или прямо к перекладинам трабекулы. При напряжении цилиарной мышцы отверстия трабеку-лы расширяются. Размер отверстий больше в наружных, чем во внутренних, пластинах и варьирует от 5х15 до 15Х50 микрон.

Пластины корнеосклерального слоя трабекулы прикрепляются с одной стороны к кольцу Швальбе, с другой — к склеральной шпоре или непо-средственно к цилиарной мышце. Внутренняя стенка шлеммова канала имеет менее правильное строение и состоит из системы аргирофильных волокон, заключенных в гомогенную субстанцию, богатую мукополисахаридами, и большого количества клеток.

В этой ткани обна-ружены довольно широкие каналы, которые получили на-звание внутренних каналов Зондермана. Они идут па-раллельно шлеммову каналу, затем поворачивают и впадают в него под прямым углом. Ширина каналов 8-25 ?.

— На модели трабекулярного аппарата установлено, что сокращение меридиональных волокон ведет к увеличению фильтрации жидкости через трабекулу, а сокращение циркулярных вызывает уменьшение оттока. Если сокращаются обе мышечные группы, то отток жидкости увеличивается, но в меньшей степени, чем при действии только меридиональных волокон.

Этот эффект зависит от изменения взаимного расположения пластин, а также формы отверстий. Эф-фект от сокращения цилиарной мышцы усиливается смещением склеральной шпоры и связанным с этим расширением шлеммова канала. Шлеммов канал — овальной формы сосуд, который расположен в склере непосредственно за трабекулой. Ширина канала варьирует, местами он варикозно рас-ширяется, местами суживается.

В среднем просвет ка-нала равен 0,28 мм. С наружной стороны от канала через неправильные промежутки отходят 17-35 тонких сосудов, которые получили название на-ружных коллекторных каналов (или выпускников шлеммова канала). Размер их варьирует от тонких капиллярных нитей (5 ?) до стволов, величина которых срав-нима с эписклеральными венами (160 ?).

Почти сразу у выхода большинство коллекторных каналов анастомозируют, образуя глубокое венозное сплетение. Это спле-тение, как и коллекторные каналы, представляет собой щели в склере, выстланные эндотелием. Некоторые коллекторы не связаны с глубоким сплете-нием, а идут прямо через склеру к эписклеральным ве-нам.

Камерная влага из глубокого склерального спле-тения также идет к эписклеральным венам. Последние связаны с глубоким сплетением небольшим количеством узких, идущих в косом направлении сосудов. Давление в эписклеральных венах глаза относительно постоянно и равно в среднем 8-12 мм рт. ст. В вер-тикальном положении давление примерно на 1 мм рт. ст. выше, чем в горизонтальном.

Итак, в результате разности давлений на пути водянистой влаги из задней камеры, в переднюю, в трабекулу, шлеммов канал, коллекторные канальцы и эписклеральные вены камерная влага имеет возможность продвижения по указанному пути, если конечно нет ни каких препятствий на её пути. Движение жидкости по трубкам и фильтрация её через пористые среды, с точки зрения физики основывается на законе Пуазейля. В соответствии с этим законом объёмная скорость движения жидкости прямо пропорциональна разности давлений в начальном или конечном пункте движения, если сопротивление оттоку сохраняется неизменённым.

наверх

ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ НОРМАЛЬНОГО ГЛАЗА

Нормальные цифры истинного внутриглазного давления колеблются в пределах 14-22 мм.рт.ст. В результате проведения тонометрии мы устанавливаем на поверхность глаза груз, таким образом, незначительно повышая внутриглазное давление, поэтому цифры тонометрического внутриглазного давления будут несколько выше 18-27 мм.рт.ст.

Также нужно упомянуть 2 не менее важных коэффициента в глазу, чем внутриглазное давление. С — коэффициент легкости оттока, он показывает количество жидкости, которое оттекает из глаза за 1 минуту при условии компрессионного давления 1мм.рт.ст. на 1 мм3. В норме колеблется от 0,15-0,6 мм3.

Среднестатистическая величена 0,3 мм3. F — продукция камерной влаги, количество водянистой влаги, которая поступает в глаз за 1 минуту. В норме не превышает 4,5, среднестатистическое значение 2,7, снижение продукции обычно всё, что ниже 1,0.

Коэффициент Беккера — Po/С отношение истинного внутриглазного давления к коэффициенту лёгкости оттока, коэффициент объясняет баланс между продукцией и оттоком камерной влаги, в норме не превышает 100, если он становится более 100, то это свидетельствует о нарушении баланса между продукцией и оттоком влаги, то есть о начальном нарушении гидродинамики, за счёт затруднения оттока камерной влаги в углу передней камеры. Коэффициент Мертенса — Ро·F, производное истинного внутриглазного давления и продукцией камерной влаги, в норме не превышает 100. Если становится больше 100, это свидетельствует о нарушении гидродинамики глаза за счёт увеличения продукции камерной влаги. Все эти показатели измеряются в офтальмологии с помощью тонографии.

Литература:

1. А. П. Нестеров «Гидродинамика глаза» Медицина 1967г., стр. 63-77 2. В. Н. Архангельский ''Многотомное руководство по глазным болезням'' Медгиз 1962г., том 1, книга 1, стр. 155-159 3. М. И. Авербах ''Офтальмологические очерки'' Медгиз 1949г. Москва, стр. 42-46

У ОФТАЛЬМОЛОГА

  • Физиологическая гидродинамика глаза

ПАЦИЕНТАМ

ОБ ОЧКАХ

  • Как привыкнуть к очкам?
  • Компьютерные очки
  • Какими должны быть темные очки?

КОНТАКТНЫЕ ЛИНЗЫ

КОМПЬЮТЕР

  • Совершенно безвредных компьютеров не бывает
  • Влияние компьютера на зрение

ЭТО ИНТЕРЕСНО

Medinfo.ru: свидетельство о регистрации ЭЛ№ ФС77-37722 от 13.10.2009г. Главный редактор: кандидат медицинских наук Гавриленкова Людмила Павловна Адрес редакции: 199406, Санкт-Петербург, ул.Гаванская, д. 49, корп.2 Сайт может содержать материалы, не предназначенные для лиц младше 18 лет.

Связаться с нами

Разработка и поддержка OOO «ИЦ КОМКОН»

Источник: http://www.medinfo.ru/sovety/oft/01.phtml

Гидродинамика газа

Гидродинамика газа

Движение жидкости и газа под воздействием различных внешних сил изучает гидрогазодинамика. Будучи разделом физики, она имеет несколько составных частей:

  • гидродинамика:
  • газодинамика;
  • гидростатика;
  • аэродинамика;
  • кинематика.

Гидродинамика рассматривает процессы, где практически не учитывается влияние сжимаемости газов. Аналогично дело обстоит и с аэродинамикой. В гидростатике принято рассматривать жидкости и газы в состоянии относительного покоя.

Закономерности движения без учета внешних сил рассматривает кинематика. Однако гидрогазодинамика лежит в основе общих законов механики. Также этот раздел физики называют механикой газов и жидкости.

Она считается подразделом общей науки, известной под названием механика сплошной среды.

Значение гидрогазодинамики

В нашей жизни применение законов гидродинамики газов имеет очень большое значение. Методы, устанавливаемые в процессы изучения, лежат в основе решения многочисленных задач в инженерии. Подобный раздел физики обладает развитой теоретической основой, которая представляет интерес для ряда прикладных наук.

С ее помощью происходит исследование процессов в теплотехнологических установках и в тепловой энергетике.

Также происходит разрешение различных важных практических задач, направленных на планомерное развитие технологий, а также осуществление правильной работы газовых, паровых турбин на предприятиях и процессов, связанных с транспортировкой жидкостей и газов по трубопроводным системам различного назначения.

Ничего непонятно?

Попробуй обратиться за помощью к преподавателям

Изначально гидрогазодинамика возникла в виде гидравлики, которую долгое время называли экспериментальными направлением и наукой, поскольку она полностью базировалась на теоретических приблизительных математических моделях.

Развитие самостоятельного раздела физики произошло во время стремительного взлета технологий и востребованности водоснабжения городских территорий, при строительстве каналов и развитием машиностроения, в том числе кораблестроения.

Известно, что гидравликой впервые стали заниматься древние ученые. Первым трудом в этой области стали изыскания Архимеда, который издал трактат о плавающих телах.

Позже развитием науки занялись различные европейские ученые эпохи Возрождения. Однако современное развитие гидравлики связаны с именами Исаака Ньютона и Блеза Паскаля.

Они сформулировали одними из первых основные законы о внутреннем трении в жидкостях при их движении.

Гидродинамика встала на путь совершенствования в 17 веке, когда родились первые теоретические обоснования для идеальной жидкости при помощи дифференциальных уравнений движения. Затем произошли неоднократные попытки ученых приблизить теоретические основы и методы к реальным через проведение научных экспериментов. После комплексных исследований родились понятия турбулентности и другие.

Несмотря на ранние попытки применения на практике дифференциальных уравнений Навье-Стокса, результата долго не удавалось достигнуть.

В настоящее время гидрогазодинамика стала одной из самых обоснованных наук на экспериментальном уровне и при помощи математических методов исследования.

Физические параметры жидкости и газа

Рисунок 1. Физические свойства жидкости. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Определение 1

Жидкостями в гидродинамике принято называть такие вещества, которые способны находиться в различных агрегатных состояниях.

Существует два вида жидкостей:

  • капельные жидкости;
  • упругие жидкости.

Определение 2

Капельными называют такие жидкости, которые обладают свойствами несжимаемости. Они могут под воздействием сил поверхностного натяжения образовывать некие межфазовые поверхности определенного раздела.

Упругими будут считаться жидкости и газы, которые не проявляют свойства сжимаемости при скорости действия меньше, чем скорости распространение звуковых волн. Газодинамика изучает движение газообразной среды, которая проявляет свойства сжимаемости при скорости меньше звуковой, на звуковой скорости, а также на скоростях, превышающие звуковой барьер.

Свойства текучести объединяют упругие и капельные жидкости. Это означает, что они могут менять с легкостью свою первоначальную форму после воздействия определенных незначительных сил. Также вводится общее понятие для жидких тел – вязкость. Подобное свойство жидкости основано на сопротивлении деформационным процессам.

Температура и давление обычно определяет термодинамическое состояние жидкости и газа. Эти параметры измеряются в величине термодинамической температуры и обозначаются в виде К (кельвины). Давление измеряется в паскалях (Па).

Величина температуры или давления представляется в виде результата совокупного воздействия на измерительный прибор множества движущихся молекул.

Давление может определяться внутренним состоянием вещества, как термодинамический параметр, при этом он раскрывается наиболее полно при относительном покое газа или жидкости. Такое давление также называют гидростатическим или просто статическим.

Гипотеза сплошной среды в гидрогазодинамике

Исходя из того, что в жидкой или газообразной среде выделяются сверхмалые элементарные объемы, содержащие достаточно большое количество элементарных частиц (молекул), этот процесс влияет на проявления физических свойств жидкости.

Рисунок 2. Основное уравнение гидростатики. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

При соблюдении известных физических свойств жидкости нет большой надобности рассматривать движение молекул внутри элементарных объемов. Это факт позволяет уйти от дискретной молекулярной структуры вещества и принять в качестве гипотезы то, что все элементарные объемы уже заполнены сплошной деформируемой средой.

Согласно положениям подобной гипотезы сплошной среды существует возможность представить параметры однофазных жидкостей непрерывными зависимостями. Они могут зависеть от времени и координат. При рассмотрении элементарных объемов в качестве бесконечно малых объемов, исследователи успешно применяют математический анализ для теоретического исследования течения жидкости.

Источник: https://spravochnick.ru/fizika/mehanika_sploshnyh_sred/gidrodinamika_gaza/

Гидродинамика глаза — Офтальмологическая клиника

Гидродинамика газа

Внутриглазная жидкость или водянистая влага является своеобразной внутренней средой глаза. Основным ее депо являются передняя и задняя камеры глаза. Она также имеется в периферических и периневральных щелях, супрахориоидальном и ретролентальном пространствах.

По своему химическому составу водянистая влага является аналогом спинномозговой жидкости. Количество ее в глазу взрослого человека равна 0,35-0,45, а в раннем детском возрасте — 1,5-0,2 см3. Удельный вес влаги 1,0036, коэффициент преломления 1,33. Следовательно, она практически не преломляет лучи. Влага на 99% состоит из воды.

Большую часть плотного остатка составляют анорганические вещества: анионы (хлор, карбонат, сульфат, фосфат) и катионы (натрий, калий, кальций, магний). Больше всего во влаге хлора и натрия. Незначительная доля приходится на белок, который состоит из альбуминов и глобулинов в количественном соотношении, сходном с сывороткой крови.

Водянистая влага содержит глюкозу — 0,098%, аскорбиновую кислоту, которой в 10-15 раз больше, чем в крови, и молочную кислоту, т.к. последняя образуется в процессе хрусталикового обмена. В состав водянистой влаги входят различные аминокислоты — 0,03% (лизин, гистидин, триптофан), ферменты (протеаза), кислород и гиалуроновая кислота.

В ней почти нет антител и появляются они только во вторичной влаге — новой порции жидкости, образующейся после отсасывания или истечения первичной водянистой влаги. Функция водянистой влаги — это обеспечение питанием бессосудистых тканей глаза — хрусталика, стекловидного тела, частично роговой оболочки. В связи с этим необходимо постоянное обновление влаги, т.е.

отток отработанной жидкости и приток свежеобразованной.

То, что в глазу постоянно происходит обмен внутриглазной жидкости, было еще показано во времена Т. Лебера. Было установлено, что жидкость образуется в цилиарном теле. Ее называют первичной камерной влагой. Поступает она большей частью в заднюю камеру.

Задняя камера ограничена задней поверхностью радужной оболочки, цилиарным телом, цинновыми связками и внезрачковой частью передней капсулы хрусталика. Глубина ее в различных отделах варьирует от 0,01 до 1 мм. Из задней камеры через зрачок жидкость попадает в переднюю камеру — пространство, ограниченное спереди задней поверхностью радужной оболочки и хрусталика.

Из-за клапанного действия зрачкового края радужки, обратно в заднюю камеру из передней влага возвратиться не может. Далее отработанная водянистая влага с продуктами тканевого обмена, пигментными частичками, осколками клеток выводится из глаза через передние и задние пути оттока. Передний путь оттока — это система шлеммова канала.

Жидкость в шлеммов канал попадает через угол передней камеры (УПК), участок ограниченный спереди трабекулами и шлеммовым каналом, и сзади — корнем радужки и передней поверхностью цилиарного тела (рис. 5).

Первым препятствием на пути водянистой влаги из глаза является трабекулярный аппарат.

На разрезе трабекула имеет треугольную форму. В трабекуле различают три слоя: увеальный, корнеосклеральный и пористую ткань (или внутреннюю стенку шлеммова канала).

Увеальный слой состоит из одной или двух пластин, состоящих из сети перекладин, которые представляют пучок коллагеновых волокон, покрытых эндотелием. Между перекладинами располагаются щели диаметром от 25 до 75 мю. Увеальные пластины с одной стороны прикрепляются к десцеметовой оболочке, а с другой — к волокнам цилиарной мышцы или к радужной оболочке.

Корнеосклеральный слой состоит из 8-11 пластин. Между перекладинами в этом слое имеются отверстия эллипсовидной формы, расположенные перпендикулярно волокнам цилиарной мышцы.

При напряжении цилиарной мышцы отверстия трабекулы расширяются.

Пластины корнеосклерального слоя прикрепляются к кольцу Швальбе, а с другой стороны к склеральной шпоре или непосредственно к цилиарной мышце.

Внутренняя стенка шлеммова канала состоит из системы аргирофильных волокон, заключенных в гомогенную субстанцию, богатую мукополисахаридами. В этой ткани имеются довольно широкие каналы Зондермана шириной от 8 до 25 мю.

Трабекулярные щели обильно заполнены мукополисахаридами, которые исчезают при обработке гиалуронидазой. Происхождение гиалуроновой кислоты в углу камеры и ее роль полностью не выяснены. Очевидно, она является химическим регулятором уровня внутриглазного давления. Трабекулярная ткань содержит также ганглиозные клетки и нервные окончания.

Шлеммов канал — это овальной формы сосуд, расположенный в склере. Просвет канала в среднем равен 0,28 мм.

От шлеммова канала в радиальном направлении отходит 17-35 тонких канальцев размером от тонких капиллярных нитей 5 мю, до стволов величиной до 16р.

Сразу у выхода канальцы анастомозируют, образуя глубокое венозное сплетение, представляющее щели в склере, выстланные эндотелием.

Некоторые канальцы идут прямо через склеру к эписклеральным венам. Из глубокого склерального сплетения влага также идет к эписклеральным венам. Те канальцы, которые идут от шлеммова канала прямо в эписклеру, минуя глубокие вены получили название водяных вен. В них можно на некотором протяжении видеть два слоя жидкости — бесцветный (влага) и красный (кровь).

Задние пути оттока — это периневральные пространства зрительного нерва и периваскулярные пространства ретинальной сосудистой системы. Угол передней камеры и система шлеммова канала начинает формироваться уже у двухмесячного плода.

У трехмесячного — угол заполнен клетками мезодермы, а в периферических отделах стромы роговицы выделяется полость шлеммова канала. После образования шлеммова канала в углу разрастается склеральная шпора.

У четырехмесячного плода в углу из клеток мезодермы дифференцируется корнеосклеральная и увеальная Трабекулярная ткань.

Передняя камера, хотя морфологически сформирована, однако ее формы и размеры отличны от таковых у взрослых, что объясняется короткой сагиттальной осью глаза, своеобразием формы радужной оболочки и выпуклостью передней поверхности хрусталика. Глубина передней камеры у новорожденного в центре 1,5 мм и лишь к 10 годам она становится, как у взрослых (3,0-3,5 мм). К старости передняя камера становится мельче из-за роста хрусталика и склерозирования фиброзной капсулы глаза.

Каков же механизм образования водянистой влаги? Он до настоящего времени окончательно не решен. Ее расценивают и как результат ультрафильтрации и диализат из кровеносных сосудов ци-лиарного тела, и как активно продуцируемый секрет кровеносных сосудов цилиарного тела.

И каков бы не был механизм образования водянистой влаги, мы знаем, что она в глазу постоянно продуцируется и из глаза все время оттекает.

Причем отток пропорционален притоку: увеличение притока увеличивает соответственно и отток, и наоборот, уменьшение притока уменьшает в такой же степени и отток.

Движущей силой, которая обуславливает непрерывность оттока, является разность — более высокое внутриглазное давление и более низкое в шлеммовом канале.
Назад…
К содержанию

Источник: https://www.sfe.ru/v_book_anat10/

Кратко о гидродинамике: уравнения движения

Гидродинамика газа

Написав предыдущий пост, исторический и отчасти рекламный (хотя потенциальные абитуриенты такое вряд ли читают), можно перейти и к разговору «по существу». К сожалению, высокой степени популярности описания добиться вряд ли получится, но всё же постараюсь не устраивать курс сухих лекций.

Хотя, от сухости избавиться не удалось, да и пост писался в результате ровно месяц.

В нынешней публикации описаны основные уравнения движения идеальной и вязкой жидкости.

По возможности кратко рассмотрен их вывод и физический смысл, а также описаны несколько простейших примеров их точных решений. Увы, этими несколькими примерами доступные аналитически решения уравнений Навье-Стокса в значительной мере исчерпываются.

Напомню, что Институт Клэя отнёс доказательство существования и гладкости решений к проблемам тысячелетия. Гении уровня Перельмана и выше — задача вас ждёт.

Понятие сплошной среды

В, если можно так выразиться, «традиционной» гидродинамике, сложившейся исторически, фундаментом является модель сплошной среды. Она отвлекается от молекулярной структуры вещества, и описывает среду несколькими непрерывными полевыми величинами: плотностью, скоростью (определяемой через суммарный импульс молекул в заданном элементе объёма) и давлением.

Модель сплошной среды предполагает, что в любом бесконечно малом объёме содержится ещё достаточно много частиц (как принято говорить, термодинамически много — числа, близкие по порядку величины к числу Авогадро — 1023 шт.).

Таким образом, модель ограничена снизу дискретностью молекулярной структуры жидкости, что в задачах типичных пространственных масштабов совершенно несущественно.

Однако, такой подход позволяет описать не только воду в пробирке или водоёме, и оказывается куда более универсальным. Поскольку наша Вселенная на больших масштабах практически однородна, то, как ни странно, она начиная с некоторого масштаба превосходно описывается как сплошная среда, с учётом, конечно же, самогравитации.

Другими, более приземлёнными применениями сплошной среды являются описание свойств упругих тел, динамики плазмы, сыпучих тел. Также можно описывать топлу людей как сжимаемую жидкость.

Параллельно с приближением сплошной среды, в последние годы набирает обороты кинетическая модель, основанная на дискретизации среды на небольшие частицы, взаимодействующие между собой (в простейшем случае — как твердые шарики, отталкивающиеся при столкновении).

Такой подход возник в первую очередь благодаря развитию вычислительной техники, однако существенно новых результатов в чистую гидродинамику не превнёс, хотя оказался крайне полезен для задач физики плазмы, которая на микроуровне не является однородной, а содержит электроны и положительно заряженные ионы.

Ну и опять же для моделирования Вселенной.

Уравнение неразрывности. Закон сохранения массы

Самый элементарный закон. Пусть у нас есть какой-то совершенно произвольный, но макроскопический объём жидкости V, ограниченный поверхностью F (см. рис.). Масса жидкости внутри него определяется интегралом:

И пусть с жидкостью внутри него не происходит ничего, кроме движения. То есть, там нет химических реакций и фазовых переходов, нет трубок с насосами или чёрных дыр. Ну и всё происходит с маленькими скоростями и для малых масс вещества, потому никакой теории относительности, искривления пространства, самогравитации жидкости (она становится существенна на звёздных масштабах). И пусть сам объём и границы еего неподвижны. Тогда единственное, что может изменить массу жидкости в нашем объёме — это её перетекание через границу объёма (для определённости — пусть масса в объёме убывает):

где вектор j — поток вещества через границу. Точкой, напомним, обозначается скалярное произведение. Поскольку границы объёма, как было сказано, неподвижны, то производную по времени можно внести под интеграл. А правую часть можно преобразовать к такому же, как слева, интегралу по объёму по теореме Гаусса-Остроградского.

В итоге, в обеих частях равенства получается интеграл по одному и тому же совершенно произвольному объёму, что позволяет приравнять подинтегральные выражения и перейти к дифференциальной форме уравнения:

Здесь (и далее) использован векторный оператор Гамильтона. Образно говоря, это условный вектор, компоненты которого — операторы дифференцирования по соответствующим координатам.

С его помощью можно очень кратко обозначать разного рода операции над скалярами, векторами, тензорами высших рангов и прочей математической нечистью, основные среди которых — градиент, дивергенция и ротор.

Не буду останавливаться на них детально, поскольку это отвлекает от основной темы.

Наконец, поток вещества равен массе, переносимой через единичную площадку за единицу времени:

Окончательно, закон сохранения массы (называемый также уравнением неразрывности) для сплошной среды таков:

Это выражение наиболее общее, для среды, обладающей переменной плотностью. В реальности, эксперимент свидетельствует о крайне слабой сжимаемости жидкости и практически постоянном значении плотности, что с высокой точностью позволяет применять закон сохранения массы в виде условия несжимаемости: которое с не менее хорошей точностью работает и для газов, пока скорость течения мала по сравнению со звуковой.

Уравнение Эйлера. Закон сохранения импульса

Весь относительно громоздкий процесс колдовства преобразования интегралов, использованный выше, даёт нам не только уравнение неразрывности.

Точно такие же по сути преобразования позволяют выразить законы сохранения импульса и энергии, и получить в итоге уравнения для скорости жидкости и для переноса тепла в ней.

Однако пока не будем сильно торопиться, и займёмся не просто сохранением импульса, а даже сохранением импульса в идеальной несжимаемой жидкости — т.е. рассмотрим модель с полным отсутствием вязкости.

Рассуждения практически те же самые, только теперь нас интересует не масса, а полный импульс жидкости в том же самом объёме V. Он равен:

При тех же самых условиях, что и выше, импульс в объёме может меняться за счёт:

  • конвективного переноса — т.е. импульс «утекает» вместе со скоростью через границу
  • давления окружающих элементов жидкости
  • просто за счёт внешних сил, например — от силы тяжести.

Соответствующие интегралы (порядок отвечает списку) дают такое соотношение: Начнём их преобразовывать. Правда, для этого нужно воспользоваться тензорным анализом и правилами работы с индексами. Конкретнее, к первому и второму интегралам применяется теорема Гаусса-Остроградского в обобщённой форме (она работает не только для векторных полей). И если перейти к дифференциальной форме уравнения, то получится следующее:

Крестик в кружочке обозначает тензорное произведение, в данном случае — векторов.

В принципе, это уже уравнение Эйлера, однако его можно чуток упростить — ведь закон сохранения массы никто не отменял. Раскрыв здесь скобки в дифференциальных операторах и приведя затем подобные слагаемые, мы увидим, что три слагаемых благополучно собираются в уравнение неразрывности, и потому дают в сумме ноль. Итоговое уравнение оказывается таким:

Если перейти в систему отсчёта, связанную с движущейся жидкостью (не будем заострять внимание на том, как это делается), мы увидим, что уравнение Эйлера выражает второй закон Ньютона для единицы объёма среды.

Учёт вязкости. Уравнение Навье-Стокса

Идеальная жидкость, это, конечно, хорошо (правда, всё равно точно не решается), но во многих случаях учёт вязкости необходим. Даже в той же конвекции, в течении жидкости по трубам.

Без вязкости вода вытекала бы из наших кранов с космическими скоростями, а малейшая неоднородность температуры в воде приводила бы к её крайне быстрому и бурному перемешиванию. Потому давайте учтём сопротивление жидкости самой себе. Дополнить уравнение Эйлера можно различными (но эквивалентными, конечно же) путями.

Воспользуемся базовой техникой тензорного анализа — индексной формой записи уравнения. И пока также отбросим внешние силы, чтобы не путались под руками / под ногами / перед глазами (нужное подчеркнуть).

При таком раскладе всё, кроме производной по времени, можно собрать в виде дивергенции одного такого тензора: По смыслу, это плотность потока импульса в жидкости. К нему и нужно добавить вязкие силы в виде ещё одного тензорного слагаемого.

Поскольку они явно приводят к потере энергии (и импульса), то они должны вычитаться: Идя обратно в уравнение с таким тензором, мы получим обобщённое уравнение движения вязкой жидкости: Оно допускает любой закон для вязкости. Принято считать очевидным, что сопротивление зависит от скорости движения.

Вязкость же, как перенос импульса между участками жидкости с различными скоростями, зависит от градиента скорости (но не от самой скорости — тому мешает принцип относительности). Если ограничиться разложением этой зависимости до линейных слагаемых, получится вот такой жутковатый объект: в котором величина перед производной содержит 81 коэффициент.

Однако, используя ряд совершенно разумных предположений об однородности и изотропности жидкости, от 81 коэффициента можно перейти всего к двум, и в общем случае для сжимаемой среды, тензор вязких напряжений равен: где η (эта) — сдвиговая вязкость, а ζ (зета или дзета) — объёмная вязкость. Если же среда ещё и несжимаема, то достаточно одного коэффициента сдвиговой вязкости, т.к. второе слагаемое при этом уходит. Такой закон вязкости носит название закона Навье, а полученное при его подстановке уравнение движения — это уравнение Навье-Стокса:

Точные решения

Главной проблемой гидродинамики является отсутствие точных решений её уравнений.

Как бы с этим ни боролись, но получить действительно всеобщих результатов не удаётся до сих пор, и, напомню, вопрос существования и гладкости решений уравнений Навье-Стокса входит в список Проблем тысячелетия института Клэя.

Однако, несмотря на столь грустные факты, некоторые результаты есть. Здесь будут представлены далеко не все, а лишь самые простые случаи.

Потенциальные течения

Особый интерес представляют течения, в которых жидкость не завихряется. Для такой ситуации можно отказаться от рассмотрения векторного поля скорости, поскольку она выражается через градиент скалярной функции — потенциала.

Потенциал же удовлетворяет хорошо изученному уравнению Лапласа, решение которого полностью определяется тем, что задано на границах рассматриваемой области: Более того, при отсутствии вязкости из уравнения Эйлера можно однозначно выразить и давление, что вовсе замечательно и приводит нас к полному решению задачи.

Ах, если бы так было всегда… то гидродинамики, наверное, уже бы и не было как современной и актуальной отрасли. Дополнительно можно упростить задачу предположением, что течение жидкости двумерно — скажем, всё движется в плоскости (x,y), и ни одна частица не перемещается вдоль оси z.

Можно показать, что в таком случае скорость может быть также заменена скалярной функцией (на этот раз — функцией тока): которая при потенциальном течении удовлетворяет условиям Коши-Лагранжа из теории функций комплексной переменной и воспользоваться соответствующим математическим аппаратом.

Полностью совпадающим с аппаратом электростатики. Теория потенциальных течений развита на высоком уровне, и в принципе хорошо описывает большой спектр задач.

Простые течения вязкой жидкости

Решения для вязкой жидкости чаще всего удаётся получить, когда из уравнения Навье-Стокса благодаря свойствам симметрии задачи выпадает нелинейное слагаемое.

Сдвиговое течение Куэтта

Самая элементарная задачка. Канал с неподвижной нижней и подвижной верхней стенкой, которая движется равномерно с некоторой скоростью. На границах жидкость прилипает к ним, так что скорость жидкости равна скорости границы.

Этот результат является экспериментальным фактом, и как-то даже авторы первых экспериментов не упоминаются, просто — по совокупности экспериментов. В такой ситуации от уравнения Навье-Стокса останется уравнение вида v'' = 0, и потому профиль скорости в канале окажется линейным: Данная задача является практически базовой для теории смазки, т.к.

позволяет непосредственно определить силу, которую требуется приложить к верхней стенке для её движения с конкретной скоростью.

Течение Пуазейля

Вторая по элементарности — ламинарное течение в канале. Или в трубе.

Результат оказывается один — профиль скорости является параболическим: На основе решения Пуазейля можно определить расход жидкости через сечение канала, но, правда, только при ламинарном течении и гладких стенках.

С другой стороны, для турбулентного потока и шероховатых стенок точных решений нет, а есть лишь приближённые эмпирические закономерности.

Стекание слоя жидкости по наклонной плоскости

Тут — почти как в задаче Пуазейля, только верхняя граница жидкости будет свободной. Если предположить, что по ней не бегут никакие волны, и вообще сверху нет трения, то профиль скорости будет практически нижней половинкой предыдущего рисунка.

Правда, если из полученной зависимости вычислить скорость течения для средней равнинной речки, она составит около 10 км/с, и вода должна самопроизвольно отправляться в космос. Наблюдаемые в природе низкие скорости течения связаны с развитой завихренностью и турбулентностью потока, которые эффективно увеличивают вязкость воды примерно в 1 млн. раз.

В следующем посте планируется рассказать о законе сохранения энергии и соответствующих ему уравнениях переноса тепла при течении жидкости.

Только зарегистрированные пользователи могут участвовать в опросе. Войдите, пожалуйста.

  • физика
  • механика жидкостей
  • fluid dynamics
  • гидродинамика

Источник: https://habr.com/post/171327/

Патогенез открытоугольной глаукомы Патогенез глаукомы включает в себя три основных патофизиологических механизма: гидромеханический, гемоциркуляторный и метаболический

Первыйиз них начинается с ухудшения оттокавнутриглазной жидкости и повышенияВГД.

Гидромеханическиймеханизм подразумевает нарушениегидродинамики глаза с последующимповышением офтальмотонуса, котороеобуславливает снижение перфузионногоартериального давления, а также деформациюдвух относительно слабых структур –трабекулярной диафрагмы в дренажнойсистеме глаза и решетчатой пластинкисклеры.

Смещениекнаружи трабекулярной диафрагмы приводитк дальнейшему ухудшение оттокавнутриглазной жидкости из-за блокадысклерального синуса, а решетчатойпластинки склеры к ущемлению волоконзрительного нерва в канальцах решетчатойпластинки.

Гемоциркуляторныенарушения можно разделить на первичныеи вторичные. Первичные предшествуютповышению ВГД, вторичные – возникаютв результате действия на гемодинамикуглаза повышенного ВГД.

Средипричин возникновения метаболическихсдвигов выделяют гемоциркуляторныенарушения, ведущие к ишемии и гипоксии.Отрицательное влияние на метаболизмдренажной системы глаза оказываетвозрастное снижение активности цилиарноймышцы, сосудистая сеть которой участвуетв питании бессосудистой трабекулярнойдиафрагмы.

Классификацияглаукомы

Наиболеевостребованными с практической точкизрения классификационными признакамиглаукомы являются следующие.

Попроисхождению:первичная и вторичная глаукома.

Припервичной глаукоме патологическиепроцессы имеют строго интраокулярнуюлокализацию – возникают в углу переднейкамеры, дренажной системе глаза или вголовке зрительного нерва. Предшествуютпроявлению клинических симптомов ипредставляют собой начальный этаппатогенетического механизма глаукомы.

Привторичной глаукоме причиной заболеваниямогут быть как интра-, так и экстраокулярныенарушения. Вторичная глаукома являетсяпобочным и необязательным последствиемдругих болезней (например, увеита,сосудистых катастроф, сахарного диабета,отслойки сетчатки, внутриглазныхопухолей, травмы, неправильного положенияхрусталика или изменения его структуры).

Помеханизму повышения ВГД:открытоугольная и закрытоугольная.

Рисунок3. Угол передней камеры при открытоугольнойглаукоме (слева) и закрытоугольнойглаукоме синехиями (справа).

Открытоугольнаяглаукомахарактеризуется прогрессированиепатологической триады при наличииоткрытого угла передней камеры.

Эта группа включаетв себя следующие нозологические формы.

Простаяпервичная открытоугольная глаукома(ПОУГ) возникает в возрасте старше 35лет, патогенетический механизм развития– трабекулопатия и функциональныйтрабекулярный блок (блокада склеральногосинуса), повышение ВГД, изменения в ДЗН,сетчатке, зрительных функциях, характерныедля глаукомы.

Эксфолиативнаяоткрытоугольная глаукома (ЭОУГ) связанас (псевдо)эксфолиативным синдромом,развивается в пожилом или старческомвозрасте, характеризуется отложениемэксфолиативного материала в переднемсегменте глаза, трабекулопатией,каналикулярным блоком, повышением ВГД,глаукомными изменениями в ДЗН, сетчаткеи состоянии зрительных функций.

Пигментнаяглаукома (ПГ) развивается в молодом исреднем возрасте у лиц с синдромомпигментной дисперсии, нередко сочетаетсяс простой формой ПОУГ, возможна спонтаннаястабилизация глаукомного процесса.

Глаукомас нормальным давлением (ГНД) возникаетв возрасте старше 35лет, ВГД находитсяв пределах нормальных значений, носнижен уровень индивидуальноготолерантного ВГД.

Изменения в ДЗН,сетчатке и зрительных функциях,характерные для глаукомы. Заболеваниечасто сочетается с сосудистой дисфункцией.

В большинстве случаев заболевание можнорассматривать как вариант ПОУГ с крайненизкой толерантностью зрительногонерва даже к нормальному уровнюофтальмотонуса.

Источник: https://studfile.net/preview/2704994/

Booksm
Добавить комментарий