[심장] 동맥 벽에 의한 압력 파 (배경지식)

1.     배경지식

1-1.         심실들의 전기적 활동

이번 섹션에서는 펄스를 만들면서 체순환에 혈액을 공급하는 좌심실의 활동에 대해 알아볼 것이다.

심장 싸이클동안에 ECG의 QRS complex로 나타나는 심실들의 전기적 활동은 심실 근육의 수축의 기계적인 활동에 앞선다. 수축은 R wave의 최고치에서 시작하에 T wave의 끝에서 끝난다. T wave는 심실들의 재분극을 나타내는 데, 심실들의 수축되어 있는 중에 일어난다. 심실 이완은 심실 근육이 이완되는 기간으로써 수축의 끝에서 시작하여 다음 R wave의 최고치까지 지속된다.  

 

1-2.         동맥 벽에 의한 압력파

심실의 수축은 혈액을 동맥으로 밀어낸다. 좌심실에서부터 혈액은 대동맥과 나머지 몸 전체에 흘러간다. 대동맥과 다른 동맥들은 근육질의 벽을 가지고 있는데, 그것은 심장 수축 동안에 혈액을 받기 위해서 동맥벽을 살짝 팽창하도록 한다. 그리고 동맥의 탄력 있는 반동은 몸의 나머지 부위에 혈액을 계속 밀어내도록 돕는다.  심장 싸이클 전체에 걸친 동맥의 압력은 혈액을 흐르게 하는 주요 힘이다.

심실의 펌핑하는 움직임은 동맥 벽을 통해 전해지는 압력의 파형을 시작하게 한다. 그 압력은 심장이 수축 동안에는 증가하고 심장이 이완하는 동안에는 감소한다. 혈관의 단단함은 압력 파가 잘 전달되도록 한다. 벽이 더 단단할수록, 압력 파는 더 빨리 전달된다.

 

1-3.         혈액의 흐름

압력 파가 손가락 끝과 같은 주변부에 전달될 때, 거기에는 증가된 혈액 량의 파형이 있다. 세포들과 기관들의 크기는 혈관이 팽창하거나 수축할 때 그리고 혈액의 파형이 각 심장 싸이클동안에 혈관을 통해 지나갈 때 변한다. 기관들의 혈액 량의 변화는 심혈관계의 역할을 하는 자율신경계, 환경 요인(온도), 기관의 신진대사 등 다양한 것들에 영향을 받는다.

예를 들어, 온도 통제는 피부에서의 혈액 흐름을 통제하는 것들 포함한다. 열이 보존되어야 된다면, 피부의 혈액은 최소한으로 흐르고 초과된 열이 만들어지면 그 반대가 일어난다.

실제적인 혈액의 흐름은 압력 파형의 전달보다 느리다. 대동맥은 대략 40-50 cm/sec로 몸에서 피가 가장 빨리 움직이지만, 압력 파형의 속도는 훨씬 더 빠를 수 있다.

심장에서부터 주변부로의 압력 파형의 이동속도는 심장의 수축하는 능력, 혈액 압력, 동맥들의 상대적인 탄력성, 동맥의 지름 등 많은 밀접한 연관성을 갖는 요소에 의해 영향을 받을 수 있다.

기관 내부의 혈액 량의 변화에 대한 연구를 plethysmography라고 한다.

 

2.     실험 목표

1)     Plethysmography의 원리와 주변부의 혈액 양의 변화를 재는 데에서 그것의 유용함에 대해 익숙해 진다.

2)     주변부의 혈액 양에서의 변화와 다양한 실험적이고 생리적인 상태에서 압력 파형을 기록하고 관찰한다.

3)     심장과 손가락 사이를 통하는 압력 파형의 근사화된 속도를 측정한다.

4)     일반적인 심장활동과 연관 있는 전기적 활동과 그것이 몸 전체로 퍼지는 피의 흐름과 어떻게 관련이 있는 지 설명한다.

 

3.     실험 부품 및 장비

- Electrode lead set (SS2LA/L)

- Disposable vinyl electrodes (EL503), 3 per subject

- Pulse plethysmograph (SS4L/A)

- Ruler or measuring tape

- Ice water or warm water in a plastic bucket

- Electrode gel or abrasive pad or skin cleanser or alcohol prep

- Biopac Student Lab System

- Computer System

 

4.     실험 방법

1.     CH1에 전극, CH2에 전압 변환기를 연결한다.

2.     다음과 같이 피실험자에게 전극과 전선을 연결한다.

3.     압력 변환기를 오른손 검지 끝에 감싼다.

4.     피실험자를 안정되게 앉아있도록 한다.

5.     15초 동안 기록한다. (Segment1)

6.     피실험자는 기록하는 않는 손(왼손)을 따뜻하거나 차가운 물에 잡아넣는다. 30초 동안 기록한다. (Segment2)

7.     피실험자는 변환기가 붙어있는 손(오른손)을 머리위로 들어올린 채 자세를 유지한다. 60초 동안 기록한다. (Segment3)