TPE : Limite du débit sanguin

[invitef94edee1]

Bonjour à vous,

je fais actuellement un TPE sur le cour artificiel. Pour ce faire, j'ai besoin de calculer quel est le débit maximal que les différents vaissaux sanguins peuvet supporter.

Pour cela j'ai des données (que je mets en spoiler) mais je ne trouve pas la "formule magique"
Merci d'avance
Gapime
(le premier concerne mon document et le second concerne d'autres donnée qui peuvent peut être être utilises

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Lorsque le sang circule dans un vaisseaux, il y a deux forces qui agissent*:
-La force de distension* exercée par le sang (qui tend à écarter le vaisseaux)
Cette dernière est compensée par la force de constriction (que l'on peut comparer à un fil de fer autour du vaisseaux sanguin*;

Si le résultat du quotient de la force de distension sur la force de constriction est trop élevé, le vaisseaux. Dans le cas d'un vaisseaux cyclique, on utilise la formule
Δ = TS / S


...) Comment expliquer l’élasticité des vaisseaux sanguins*?

On utilise la lettre gamma pour symboliser le module de Young (en newton par mètre). Ainsi plus cette valeur est élevée, plus le matériaux est rigide. Une artère comporte plusieurs parties comme détaillé précédemment.
L'adventice comporte des fibroblastes*, de l'élastine et du collagène. La Média comporte des cellule musculaire, de l'élastine et de la collagène et l'intima comporte des cellules endothéliales et de l'élastine. Le tableau ci dessous donne la valeur en newton par mètre des composants les plus importants*:
Muscle : Gamma = 50 N.m^-2
Elastine : Gamma = 3*10^3N.m^-2
Collagène : Gamma = 6*10^6N.m^-2

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I La pression

S'exprime en millimètre ou en centimètre de mercure. Il y a deux différentes mesures exprimées, la pression lors de la systole (qui est la plus grande et qui correspond à la contraction du ventricule gauche) et la pression lors de la diastole (qui correspond à la phase de relâchement du cœur.

On les appelle respectivement pression systolique et pression diastolique.

Ces dernières sont cependant variable en fonction de l'individu, de son état physique et psychique et de l'âge du patient.
Ainsi on obtient la formule suivante*:

Age patient + 100 ≈ Pression Artérielle patient systolique (en mm de mercure)

Il est cependant d'usage de mesurer la pression artérielle en cm de mercure

Il faut cependant savoir que la Fédération française de cardiologie définie comme pression optimale 120 mm de mercure pour les personnes de moins de 80 ans.


La pression diastolique quant à elle, est utilisée pour déterminée la surtension.
Elle est ainsi dite légère entre 9,5 et 10,5 cm de mercure, moyenne entre 10,5 et 11,5 cm de mercure et grave au dessus de 11,5 cm de mercure. La pression optimale est ici de 8 cm de mercure.

Chez l'enfant de moins de 18 ans la pression artérielle se base sur la taille du patient
HTA signifie HyperTension Artèrielle

II Données sur le coeur

4 à 6 L de sang possédés par un individu lambda de 65 kg
mais 250 mL chez un nouveau-né.
Un cœur normal pompe 10 tonnes de sang par jour environ
100 km de vaisseaux et 1000 km de capillaires
60 à 70 mL de sang par kilogramme dans un corps humain lambda
pH 7,35 à 7,45 soit légèrement basique
60-75 pulsations par minutes mais 50 chez grand sportif



III Autres

Coefficient viscosité sang à 37°C*: 4,0*10^-3 à 25*10^-3 (si maladie)
Généralement 6*10^-3 η en Pa.s
Le sang est un liquide non newtonien car la vitesse de déformation est non proportionnelle à la contrainte car mélange de plasma et de cellules

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[invite6dffde4c]

Bonjour et bienvenu au forum.
Suivant Wikipedia, le débit du cœur est de 4,5 à 5 L/min ce qui fait moins que les 10 tonnes par jour de vos documents.

Le premier mélange la circulation du sang et la pression dans les vaisseaux. Ils sont reliés mais pas de la façon dont le texte le laisse penser. Le diamètre interne des vaisseaux dépend de la pression produite par la contraction des muscles qui entourent les artères sur le volume constant du sang. Quand le volume de certains vaisseaux diminue, il faut bien que celui d’autres augmente.
Au niveau des artères, chaque fois que les ventricules se contractent ils envoient un volume du sang supplémentaire qui dilate l’aorte et les artères suivantes ce qui fait augmenter leur diamètre : c’est le pouls que l’on peut sentir en touchant une artère.

Le débit maximal d’une artère dépend de son diamètre, de la viscosité du sang et de la différence de pression entre les deux extrémités du tuyau. Et c’est là où apparaît le problème : le diamètre dépend de la pression (et de l’état de contraction des muscles autour des artères) et la « différence de pression entre les deux extrémités du tuyau » est difficile à calculer, car la pression à la sortie de l’aorte et la pression au debout des artères iliaques (je crois) et la fin de ces artères est le début des artères fémorales (je crois), et ainsi de suite jusqu’au capillaires.

Mais je ne vois pas le besoin de faire ces calculs pour un cœur artificiel. Il suffit de prendre les valeurs d’un cœur naturel. Et si c’est pour les tuyaux de raccordement entre le cœur artificiel et les vaisseaux de la victime, il suffit qu’ils aient au moins la dimensions de l’aorte pendant la systole.

Si vous voulez faire des calculs, je vous conseille de les faire avec des unités S.I : pascals, m³ et m/s, quitte à les transformer en unités historiques des médecins (mm ou cm de Hg) avant et après.
Au revoir.

[invitef94edee1]

Merci à vous,

Je cherche néemoins à connaître le débit maximal pouvant être envoyé à un vaissaux sanguin avant qu'il ne cède. Pour cela, quelqu'un aurait-il une formule me permettant de calculer la résistance d'un matériaux à une force (le débit sanguin)

Merci,

Gapime

[invite6dffde4c]

Bonjour.
Ce n’est pas le débit qui peu faire éclater un vaisseau. C’est l’augmentation du diamètre provoqué par l’augmentation de pression produite par le fait qu’on injecte trop de sang par rapport à l’écoulement à l’autre extrémité.
Mais en fin de compte « l’autre extrémité » ce sont les capillaires. Donc, le calcul est pratiquement impossible. Il ne reste que la mesure.
Je ne sais pas à quelle pression peut monter la sortie d’un cœur artificiel. Mais pour un cœur naturel, si vous bloquez l’aorte, la pression va monter jusqu’à ce que le cœur ne pompe plus : les muscles du ventricule se contractent, mais le volume ne diminue pas. Ils bloquent. Un peu comme quand vous appuyez sur la table : vos muscles se contractent mais la table ne s’enfonce pas.
Et l’aorte d’explose pas.
Au revoir.

[A voir en vidéo sur Futura]