Большой и малый круг кровообращения схема: схемы. Малый и большой круг кровообращения человека

Содержание

схемы. Малый и большой круг кровообращения человека

Самой сложной кровеносной системой обладают млекопитающие. Она представляет собой замкнутую систему, включающую два круга кровообращения. Энергетически это более выгодно, так как обеспечивает теплокровность и позволяет человеку занимать именно ту нишу, в которой он находится на данный момент.

Система кровообращения

Эта система включает в себя группу мышечных органов, которые имеют полую структуру. Они отвечают за процесс циркуляции крови по сосудам, расположенным в организме. Представлена она, в частности, сердцем и сосудами разного размера. Этими мышечными органами образованы малый и большой круг кровообращения. Схема, приведенная в статье, помогает представить механизм работы наглядно.

Понятие кругов кровообращения

Состоит система из двух кругов. Один из них называется большим, или телесным, а второй — малым, или легочным. В круг кровообращения включены артериальные, капиллярные, лимфатические и венозные сосуды. Данная система обеспечивает подачу крови в сосуды из сердца, а также ее обратное движение. Сердце представляет собой центральный орган. Именно в нем перекрещиваются малый и большой круги кровообращения (схема представлена ниже), причем без смешения венозной и артериальной крови.

Большой или телесный круг

Большой круг представляет собой систему, которая обеспечивает артериальной кровью периферические ткани, после чего возвращает ее назад. Начинается он от левого желудочка. Из него через аортальное отверстие, имеющее трехстворчатый клапан, кровь выходит в аорту. Далее она направляется к другим, более мелким артериям, доходит до капилляров. Данные органы в совокупности составляют приводящее звено.

Именно здесь происходит поступление кислорода в ткани, из которых затем эритроциты захватывают углекислоту. Помимо этого, кровь транспортирует в ткани глюкозу, липопротеиды, аминокислоты и продукты метаболизма, выносимые в венулы, а затем в вены из капилляров. Вены, в свою очередь, впадают в полые вены, возвращающие кровь в правое предсердие сердца.

Малый, большой и сердечный круги кровообращения имеют уникальное строение.

Телесный круг заканчивается именно предсердием. Схема кровообращения выглядит следующим образом, если рассматривать ее по ходу движения крови: начинается он с левого желудочка, далее идет аорта, эластические артерии, потом мышечно-эластические и мышечные артерии, затем следуют артериолы, капилляры. Они соединяются с венулами, венами и полыми венами, которые возвращают кровь в правое предсердие сердца. Большой круг питает кровью головной мозг, всю кожу и кости. Таким образом, от большого круга питаются все ткани организма человека. Малый круг, в свою очередь, представляет собой место оксигенации крови.

Схемы малого и большого кругов кровообращения можно также найти в Сети.

Легочный, или малый, круг кровообращения

Второй круг, называемый легочным, начинается от правого желудочка. Кровь попадает в него из правого предсердия посредством атриовентрикулярного отверстия. Обедненная кислородом кровь, называемая венозной, из полости правого желудочка поступает в легочный ствол через легочный (выходной) тракт. Данная артерия значительно тоньше аорты. Он разделена на две ветви, направленные к обоим легким.

Центральным органом, образующим малый круг, являются легкие. Легочный кровоток требуется для оксигенации крови. Именно здесь происходит отдача углекислого газа и забор кислорода. Газообмен осуществляется в синусоидальных легочных капиллярах, которые имеют нетипичный для тела диаметр – около 30 мкм. Это видно на схеме малого и большого кругов кровообращения.

После насыщения кислородом кровь по системе внутрилегочных вен направляется в пульмональные вены. Их четыре, все они прикрепляются к левому предсердию, перенося в него обогащенную кислородом кровь. Круги кровообращения на этом и заканчиваются. Схему легочного круга можно описать следующим образом: началом является правый желудочек, после чего идет легочная артерия и артерии внутрилегочные, после – легочные артериолы, а также лёгочные синусоиды, затем – венулы и легочные вены. Завершается он левым предсердием.

Что еще отражает схема малого и большого кругов кровообращения?

Характерные особенности системы кровообращения

Ключевая особенность системы кровообращения, состоящей и двух кругов – потребность в сердце, имеющем две или более камер. Например, у рыб круг кровообращения только один, так как они не имеют легких, а газообмен осуществляется в жаберных сосудах. Таким образом, сердце рыб однокамерное и играет роль насоса, который проталкивает кровь, движущуюся в одном направлении.

Земноводные и рептилии обладают легкими, поэтому у них есть круги кровообращения. Работают они по простой схеме: кровь из желудочка направляется в сосуды, образующие большой круг, из артерий непосредственно в капилляры и вены. Помимо этого, реализован и венозный возврат, но из правого предсердия кровь поступает в желудочек, который является общим для обоих кругов. В связи с тем у таких животных сердце является трехкамерным, то происходит смешение крови из обоих кругов. Совсем иную картину отражает схема большого и малого круга кровообращения человека.

Млекопитающие и люди имеют четырехкамерное сердце. Наличие перегородок в нем обеспечивает разделение на два предсердия и два желудочка. Именно отсутствие смешения венозной и артериальной обеспечивает млекопитающим теплокровность.

Кровоснабжение сердца и легких

Особую роль в системе, состоящей и двух кругов, играет питание сердца и легких. Они являются важнейшими органами, которые обеспечивают целостность кровеносной и дыхательной систем, а также замкнутость кровеносного русла. Таким образом, в толще легких имеется два круга кровообращения, тем не менее ткань их питается сосудами большого круга: аорта и внутригрудные артерии имеют ответвления в виде бронхиальных и легочных сосудов, несущих кровь к легкому и его паренхиме. Схема движения крови по малому и большому кругам кровообращения очень интересная.

Легкие не могут питаться из правых отделов, несмотря на то что часть кислорода диффундирует именно из них. Таким образом, можно сделать вывод, что два круга кровообращения выполняют различные функции: первый обогащает кислородом кровь, а второй переносит ее ко всем органам, а от них забирает кровь диоксигенированную.

Сердце питается непосредственно от сосудов большого круга. Кровь, которая находится в его полостях, питает кислородом эндокард. При этом некоторые вены миокарда, преимущественно мелкие, впадают в сердечные камеры.

Мы рассмотрели схему малого и большого кругов кровообращения.

Большой и малый круги кровообращения – методическая разработка для учителей, Москаленко Евгения Николаевна

Групповая работа. Определение 4-х групп с помощью жетонов 4-х цветов проходит до начала урока (на перемене), с целью экономии времени.

Напоминание правил работы в группе

 

Работа с текстом:

  • Чтение текста о кровообращении на английском языке. Для лучшего усвоения информации учащимся даются опорные слова с переводом. Вопросы к тексту:

<>1.2.3.С целью реализации принципа наглядности учащимся предлагается просмотреть обучающее видео «Большой и малый круги кровообращения».

 

Творческая работа:

  • Группы, пользуясь учебником биологии за 8 класс (стр. 138-140) и дополнительным конспектом с ресурса iTest, выполняют задание – используя клей и цветную бумагу, создать макет одного из кругов кровообращения:

1-2 группы – малый круг

3-4 группы – большой круг

 

Метод «Посла» – один из членов группы является послом, его задача объяснить изученную информацию другой группе, при этом получить информацию о теме группы.

Оценивание – учащиеся оценивают работу посла при помощи жетона с баллами, в свою очередь посол также оценивает работу группы, в которой он побывал. Результаты оценивания вносятся в бланк оценивания.

 

Игра-тестирование:

Пользуясь интернет ресурсом Kahoot.it, учитель проводит тестирование групп по пройденной теме.

Оценивание – результаты оценивания вносятся в бланк оценивания.

 

Индивидуальное тестирование:

Пользуясь интернет ресурсом bilimland.kz, учитель проводит индивидуальное тестирование по пройденной теме.

 

Оценивание – результаты оценивания вносятся в бланк оценивания.

Большой и малый круг кровообращения: схема (видео, фото)

В организме человека предусмотрено движение крови по большому и малому кругу кровообращения для того, чтобы жидкая ткань успешно справлялась со своими обязанностями: транспортировала к клеткам нужные для их развития вещества и уносила продукты распада. Несмотря на то, что такие понятия как «большой и малый круг» довольно условны, поскольку они не являются полностью замкнутыми системами (первый переходит во второй и наоборот), каждый из них имеет свою задачу и предназначение в работе сердечно-сосудистой системы.

Особенности кровотока

В организме человека содержится от трех до пяти литров крови (у женщин меньше, у мужчин больше), которая беспрерывно движется по сосудам. Являет она собой жидкую ткань, в составе которой находится огромное количество различных веществ: гормонов, белков, ферментов, аминокислот, клеток крови и других компонентов (их число исчисляется миллиардами). Такое большое их содержание в плазме нужно для развития, роста и успешной жизнедеятельности клеток.

Кровь передает тканям питательные элементы и кислород через капиллярные стенки. Затем забирает у клеток углекислоту и продукты распада и уносит их к печени, почкам, легким, которые нейтрализуют их и выводят наружу. Если по каким-то причинам ток крови будет остановлен, человек умрет в течение первых десяти минут: этого времени достаточно, чтобы погибли лишенные питания клетки головного мозга, а организм отравился токсинами.

Передвигается субстанция по сосудам, что являет собой замкнутый круг, состоящий из двух петель, каждая из которых берет свое начало в одном из желудочков сердца, завершается в предсердии. В каждом круге есть вены и артерии, и от состава субстанции, что находится в них, состоит одно из отличий кругов кровообращения.

В артериях большой петли находится обогащенная кислородом ткань, тогда как в венах – насыщенная углекислотой. В малой петле наблюдается обратная картина: нуждающаяся в очистке кровь находится в артериях, тогда как свежая – в венах.

Малый и большой круги исполняют две разные задачи в работе сердечно-сосудистой системы. В большой петле плазма человека течет по сосудам, передает клеткам нужные элементы и забирает отходы. В малом круге субстанция очищается от углекислоты и насыщается кислородом. При этом плазма по сосудам течет только вперед: обратному движению жидкой ткани препятствуют клапаны. Такая система, состоящая из двух петель, позволяет разным типам крови не смешиваться друг с другом, что значительно облегчает задачу легким и сердцу.

Как очищается кровь

От работы сердца зависит функционирование сердечно-сосудистой системы: ритмично сокращаясь, оно заставляет кровь двигаться по сосудам. Состоит из четырех полых камер, расположенных друг за другом по следующей схеме:

  • правое предсердие;
  • правый желудочек;
  • левое предсердие;
  • левый желудочек.

Оба желудочка значительно крупнее предсердий. Вызвано это тем, что предсердия просто собирают и отправляют поступившую в них субстанцию в желудочки, а потому выполняют меньшее количество работы (правое собирает кровь с углекислотой, левое – насыщенную кислородом).

Согласно схеме, правая часть сердечной мышцы с левой не соприкасается. Внутри правого желудочка берет свое начало малый круг. Отсюда кровь с углекислотой отправляется в легочный ствол, который в дальнейшем расходится надвое: одна артерия уходит к правому, вторая – к левому легкому. Здесь сосуды разделяются на огромное количество капилляров, которые ведут к легочным пузырькам (альвеолам).

Дальше через тонкие стенки капилляров осуществляется газообмен: эритроциты, которые отвечают за транспортировку газа по плазме, отсоединяют от себя молекулы углекислоты и соединяются с кислородом (кровь трансформируется в артериальную). Затем субстанция покидает легкие по четырем венам и оказывается в левом предсердии, где завершается малый круг кровообращения.

Чтобы полностью пройти малый круг, у крови уходит от четырех до пяти секунд. Если организм пребывает в состоянии покоя, этого времени вполне достаточно, чтобы обеспечить его нужным количеством кислорода. При физических или эмоциональных нагрузках увеличивается давление на сердечно-сосудистую систему человека, что вызывает ускорение кровообращения.

Особенности тока крови по большому кругу

Очищенная кровь попадает из легких внутрь левого предсердия, затем уходит в полость левого желудочка (здесь берет начало большой круг кровообращения). Эта камера имеет самые толстые стенки, благодаря чему при сокращении способна выбросить кровь с силой, достаточной для того, чтобы она за несколько секунд достигла самых дальних участков организма.

Желудочек во время сокращения выбрасывает жидкую ткань в аорту (этот сосуд является крупнейшим в организме). Дальше аорта расходится на более мелкие ветви (артерии). Часть из них идет вверх, к головному мозгу, шее, верхним конечностям, часть – вниз, и обслуживает органы, что находятся ниже сердца.

В большом круге кровообращения очищенная субстанция движется по артериям. Их отличительной особенностью являются упругие, но толстые стенки. Затем субстанция перетекает в более мелкие сосуды – артериолы, от них – в капилляры, чьи стенки тонки настолько, что через них легко проходят газы и питательные элементы.

Когда обмен заканчивается, кровь из-за присоединенных углекислоты и продуктов распада приобретает более темный цвет, трансформируется в венозную кровь и направляется по венам к сердечной мышце. Стенки вен тоньше артериальных, но характеризуются большим просветом, поэтому в них помещается значительно больше крови: около 70% жидкой ткани находится в венах.

Если на движение артериальной крови основное влияние оказывает сердце, то венозная продвигается вперед благодаря сокращению скелетной мускулатуры, которая проталкивает её вперед, а также дыхание. Поскольку большая часть плазмы, что находится в венах, движется вверх, чтобы не допустить её тока в обратную сторону, в сосудах предусмотрены удерживающие её клапаны. В то же время кровь, что течет к сердечной мышце от головного мозга, движется по венам, что клапанов не имеют: это необходимо, чтобы избежать застоя крови.

Приближаясь к сердечной мышце, вены постепенно сходятся друг с другом. Поэтому в правое предсердие входят лишь два крупных сосуда: верхняя и нижняя полые вены. В этой камере завершается большой круг: отсюда жидкая ткань перетекает в полость правого желудочка, затем избавляется от углекислоты.

Средняя скорость движения кровотока по большому кругу, когда человек находится в спокойном состоянии, немногим меньше тридцати секунд. При физических упражнениях, стрессах, других возбуждающих организм факторов движение крови может ускориться, поскольку потребность клеток в кислороде и питательных веществ в этот период значительно увеличивается.

Любые заболевания сердечно-сосудистой системы негативно влияют на кровообращение, блокируя ток крови, разрушая сосудистые стенки, что приводит к голоданию и отмиранию клеток. Поэтому надо очень внимательно относиться к своему здоровью. При появлении болей в сердце, опухолей в конечностях, аритмии и других проблем со здоровьем обязательно обратиться к врачу, чтобы он определил причину нарушения кровообращения, сбоев в работе сердечно-сосудистой системе и назначил схему лечения.

Anatomy of the Circulatory System: Heart and Blood Vessels | Biology

22.5: Анатомия системы кровообращения

Система кровообращения человека состоит из крови, кровеносных сосудов, которые переносят кровь от сердца, по всему телу и обратно к сердцу, а также самого сердца, которое действует как центральный насос. Системный контур снабжает кровью все тело, коронарный контур снабжает кровью сердце, а легочный контур обеспечивает кровоток между сердцем и легкими.

Кровь перемещается из правого предсердия в правый желудочек сердца через трикуспидальный клапан, а затем из правого желудочка в легочную артерию через легочный клапан. Затем по легочным венам кровь поступает в левое предсердие сердца, откуда она через митральный клапан попадает в левый желудочек. Наконец, левый желудочек перекачивает кровь к аорте (самой большой артерии в организме) через аортальный клапан.

Артерии, которые несут кровь от сердца, разделяются и становятся все меньше и меньше, становясь артериолами и, в конечном итоге, серией капилляров, местами газообмена. Капилляры сходятся в более крупные венулы и со временем сливаются в вены, по которым кровь возвращается к сердцу.

Двойное кровообращение и легочный контур

У людей двойная система кровообращения, при которой кровь дважды проходит через сердце через легочные и системные контуры. Сначала сердце получает дезоксигенированную кровь с правой стороны, а затем перекачивает ее в близлежащий легочный контур, капилляры, участвующие в газообмене. Здесь кислород попадает в кровь, а углекислый газ выходит из крови.

Затем кровь возвращается для второго прохода через сердце. Пройдя через левую сторону сердца, кровь по системному контуру перекачивается ко всему телу, вплоть до пальцев ног, головы и всего между ними. Сила, необходимая для этой задачи, делает левую часть сердца намного толще правой, что придает сердцу однобокий, несимметричный вид.

Коронарное кровообращение

В правую часть сердца поступает дезоксигенированная кровь. Итак, как сердце получает насыщенную кислородом кровь? Существует сеть артерий и вен, окружающих сердечную ткань в виде коронки, которые вместе известны как коронарный контур. Они доставляют насыщенную кислородом кровь к сердцу и уносят дезоксигенированную кровь.

Капилляры против венул

Стенки кровеносных сосудов отражают их функцию. Стенки капилляров очень тонкие, что облегчает газообмен, тогда как артерии и вены толще и сложнее. Артерии — это самые толстые кровеносные сосуды, очень прочные, с двумя дополнительными слоями ткани (по сравнению с капиллярами), чтобы выдерживать высокое давление крови, перекачиваемой из сердца. Расширение и сокращение мышечной ткани артерий регулируются гормонами, направляя кровь в определенные области или из них. Кровь возвращается к сердцу при гораздо более низком давлении, поэтому стенки вены намного тоньше, чем у артерий.


Литература для дополнительного чтения

Patwardhan, Kishor. “The History of the Discovery of Blood Circulation: Unrecognized Contributions of Ayurveda Masters.” Advances in Physiology Education 36, no. 2 (June 1, 2012): 77–82. [Source]

Golbidi, Saeid, and Ismail Laher. “Exercise and the Cardiovascular System.” Cardiology Research and Practice 2012 (2012). [Source]

Система кровообращения – обзор

Термины для понимания систем кровообращения

Дополнительный пульсирующий орган

Вспомогательное сердце в основании крыльев, ног и усиков, которое дополняет движение гемолимфы из полости тела.

Адипогемоцит

Тип гемоцитов насекомых, характеризующийся относительно небольшим ядром и цитоплазмой, содержащей большое количество жировых шариков.

Крыловидные мышцы

Парные мышцы, поддерживающие сердце в полости тела.

Аутогеморрагия

Произвольное выделение гемолимфы насекомым, которое служит физическим сдерживающим фактором в ответ на угрозу со стороны хищников.

Кардиобласт

Эмбриональная клетка, которая развивается в части дорсального сосуда.

Противоточный теплообмен

Механизм терморегуляции, поддерживающий тепло грудной клетки. Более холодная гемолимфа из брюшной полости движется к грудной клетке, в то время как теплая гемолимфа из грудной клетки движется назад.Теплая гемолимфа используется для предварительного нагрева более холодной гемолимфы перед тем, как она попадет в грудную клетку.

Кристаллическая клетка

Тип гемоцитов Drosophila , который содержит фенолоксидазу и участвует в меланизации чужеродных захватчиков.

Дефенсин

Пептид, опосредующий гуморальный иммунитет.

Спинной сосуд

Устройство, используемое для перекачивания гемолимфы из брюшной полости в голову. Дорсальный сосуд делится на заднюю часть сердца и переднюю часть аорты.

Эктотермия

Регулирование температуры тела с помощью внешних источников, обычно солнца.

Эндотермия

Использование тепла, выделяемого летательными мышцами, для согревания тела.

Предотвращение замерзания

Насекомые, которые избегают замерзания, сохраняя жидкости своего тела жидкими. Этого можно избежать путем производства криопротекторов или удаления агентов, образующих кристаллы льда.

Стойкие к замерзанию

Насекомые, способные выжить при образовании внеклеточных кристаллов льда путем синтеза образующих лед белков, повышающих температуру переохлаждения жидкостей организма и служащих катализаторами внеклеточного образования льда.

Granuloctye

Гемоциты, предположительно участвующие в транспорте питательных веществ и иммунной функции.

Гемоцеле

Полость тела, содержащая внутренние органы и гемолимфу.

Гемоцианин

Дыхательный белок гемолимфы, обнаруженный у некоторых членистоногих и более примитивных насекомых.

Гемоцит

Один из множества различных клеток крови насекомых.

Гемолин

Антибактериальный белок, который связывается с поверхностью бактерий и инициирует иммунный ответ.

Кроветворный орган

Ткань, дающая начало гемоцитам.

Врожденный иммунитет

Неспецифический иммунитет, являющийся первой линией защиты от инфекций. Иммунные клетки распознают патогены в целом, но без продолжительного защитного иммунного ответа.

Узелок

Механизм клеточной защиты, при котором мелкие инородные тела окружены гемоцитами и изолированы.

Эноцитоид

Гемоцит, напоминающий эноцит, участвующий в меланизации кутикулы.

Опсонизация

Покрытие инородной частицы для облегчения ее фагоцитарного поглощения.

Остия

Щелевидные клапаны в сердце, через которые поступает гемолимфа (единственное число: устье).

Перикардиальные клетки

Специализированные клетки, расположенные сбоку от сердца и фильтрующие кровь.

Перикардиальный синус

Синус, образованный дорсальной диафрагмой, состоящей из гемолимфатической полости вокруг сердца.

Периневральный синус

Синус, образованный вентральной диафрагмой, состоящей из гемолимфатической полости вокруг вентрального нервного ствола.

Плазматоцит

Основная форма гемоцита насекомого. Крупная, обильная клетка крови насекомого.

Прогемоцит

Небольшой круглый гемоцит, дающий начало другим типам гемоцитов.

Ptilinum

Структура на голове только что вылупившейся мухи, которая надувается, чтобы отодвинуть колпачок от пупария.

Трансферрин

Связывающие железо гликопротеины гемолимфы, которые транспортируют железо к развивающимся яйцам и снижают общий окислительный стресс.

Вентральная диафрагма

Внутренняя перегородка, делящая полость тела на отсеки, расположенная между вентральным нервным шнуром и кишкой.

цепей. Малый и большой круг кровообращения человека

Наиболее сложной кровеносной системой обладают млекопитающие. Это замкнутая система, включающая два круга обращения.Энергетически это более выгодно, так как обеспечивает теплокровность и позволяет человеку занять именно ту нишу, в которой он находится в данный момент.

Кровеносная система

Эта система включает группу мышечных тел, имеющих полую структуру. Они отвечают за процесс циркуляции крови по сосудам, расположенным в организме. Она представлена, в частности, сердцем и сосудами разного размера. Эти мышечные органы образовывали малый и большой круг кровообращения.Схема, приведенная в статье, помогает наглядно представить механизм работы.

Концепция кругов обращения

Существует система двух кругов. Один из них называется большим, или телесным, а второй — малым, или легочным. Кровеносная система включает артериальные, капиллярные, лимфатические и венозные сосуды. Эта система обеспечивает поступление крови к сосудам от сердца, а также ее обратное движение. Сердце является центральным органом. Именно в нем пересекаются малый и большой круги кровообращения (схема представлена ​​ниже), причем без смешения венозной и артериальной крови.

Большой или сплошной круг

Большой круг – это система, обеспечивающая артериальной кровью периферические ткани, а затем возвращающая ее обратно. Начинается с левого желудочка. Из него через аортальное отверстие, имеющее трехстворчатый клапан, кровь поступает в аорту. Далее она идет к другим, более мелким артериям, доходит до капилляров. Эти органы вместе составляют ведущее звено.

Именно сюда поступает кислород, из которого затем эритроциты захватывают углекислый газ.Кроме того, кровь транспортирует в ткани глюкозу, липопротеины, аминокислоты и продукты обмена, выносимые в венулы, а затем в вены из капилляров. Вены, в свою очередь, впадают в полые вены, возвращающие кровь в правое предсердие сердца.

Малый, большой и сердечный круги кровообращения имеют уникальное строение.

Круг тела заканчивается атриумом. Схема кровообращения такова, если рассматривать ее по ходу тока крови: начинается от левого желудочка, затем идет аорта, эластические артерии, затем опорно-двигательные и мышечные артерии, затем артериолы, капилляры.Они соединяются с венулами, венами и полыми венами, возвращающими кровь в правое предсердие сердца. Большой круг питает кровью мозг, всю кожу и кости. Таким образом, от большого круга питаются все ткани человеческого организма. Малый круг, в свою очередь, является местом оксигенации крови.

Схемы малого и большого кругов кровообращения также можно найти в Сети.

Легочная, или малая, система кровообращения

Второй круг, называемый легочным, начинается от правого желудочка.Кровь поступает в него из правого предсердия через атриовентрикулярное отверстие. Обедненная кислородом кровь, называемая венозной, из полости правого желудочка поступает в легочный ствол через легочные (выходные) пути. Эта артерия намного тоньше аорты. Делится на две ветви, направленные к обоим легким.

Центральным органом, который образует малый круг, являются легкие. Легочный кровоток необходим для насыщения крови кислородом. Именно здесь выделяется углекислый газ и поглощается кислород.Газообмен происходит в синусоидальных легочных капиллярах, которые имеют нетипичный для организма диаметр — около 30 мкм. Это видно на схеме малого и большого кругов кровообращения.

После оксигенации системы крови внутрилегочные вены направляются в легочные вены. Их четыре, и все они прикрепляются к левому предсердию, передавая ему кислород, обогащенный кислородом. Круги кровообращения на этом и заканчиваются. Схему легочного контура можно описать так: начинается правый желудочек, за ним следуют легочная артерия и легочные артерии, затем легочные артериолы, а также легочные синусоиды, затем венулы и легочные вены.Он заканчивается левым предсердием.

Что еще отражает схема малого и большого кругов обращения?

Характеристика системы кровообращения

Ключевая особенность системы кровообращения, состоящей из двух кругов, — необходимость наличия у сердца двух и более камер. Например, у рыб только один круг кровообращения, так как легких у них нет, а газообмен осуществляется в жаберных сосудах. Таким образом, сердце рыб однокамерное и играет роль насоса, толкающего кровь, движущуюся в одном направлении.

У амфибий и рептилий есть легкие, поэтому у них есть круги кровообращения. Работают они по простой схеме: кровь из желудочка направляется в сосуды, образующие большой круг, из артерий непосредственно в капилляры и вены. Кроме того, реализуется венозный возврат, но из правого предсердия кровь поступает в желудочек, общий для обоих кругов. В связи с тем, что у таких животных сердце трехкамерное, то происходит смешение крови из обоих кругов.Совсем другую картину отражает схема большого и малого круга кровообращения человека.

У млекопитающих и человека сердце четырехкамерное. Наличие в нем перегородок обеспечивает разделение на два предсердия и два желудочка. Именно отсутствие смешения венозной и артериальной крови обеспечивает млекопитающих теплой кровью.

Кровоснабжение сердца и легких

Особую роль в системе, состоящей из двух кругов, играет питание сердца и легких.Они являются важнейшими органами, обеспечивающими целостность кровеносной и дыхательной систем, а также замыкание кровотока. Таким образом, в толще легких имеется два круга кровообращения, тем не менее ткань их питается сосудами большого круга: аорта и внутригрудные артерии имеют ответвления в виде бронхиальных и легочных сосудов, несущих кровь к легкому и его паренхимы. Очень интересна картина кровотока по малому и большому кругу кровообращения.

Легкие не могут питаться из правых отделов, несмотря на то, что часть кислорода диффундирует из них. Таким образом, можно сделать вывод, что два круга кровообращения выполняют различные функции: первый обогащает кровь кислородом, а второй переносит его ко всем органам, а от них принимает кровь, обогащенную кислородом.

Сердце питается непосредственно от сосудов большого круга. Кровь, находящаяся в его полостях, питает эндокард кислородом. При этом некоторые вены миокарда, преимущественно мелкие, впадают в камеры сердца.

Мы рассмотрели схемы малого и большого кругов кровообращения.

Роль малого круга кровообращения. Круги кровообращения

141 142 ..

Круги кровообращения (анатомия человека)

Закономерность движения крови в кругах кровообращения была открыта У. Гарвеем (1628). С этого времени учение об анатомии и физиологии сосудов обогатилось многочисленными данными, раскрывающими механизм общего и регионарного кровоснабжения.В процессе развития в системе кровообращения, особенно в сердце, произошли определенные структурные усложнения, а именно, у высших животных сердце было разделено на четыре камеры. Сердце рыб имеет две камеры — предсердия и желудочки, разделенные двустворчатым клапаном. Венозный синус впадает в предсердие, а желудочек сообщается с артериальным конусом. В этом двухкамерном сердце течет венозная кровь, которая выделяется в аорту, а затем в жаберные сосуды для оксигенации.У животных с появлением легочного дыхания (двудышащие рыбы, амфибии) в предсердии образуется перегородка с отверстиями. При этом вся венозная кровь поступает в правое предсердие, а артериальная – в левое предсердие. Кровь из предсердий поступает в общий желудочек, где смешивается.

В сердце рептилий в связи с наличием неполной межжелудочковой перегородки (кроме крокодила, имеющего полную перегородку) наблюдается более совершенное разделение артериального и венозного токов крови.У крокодилов сердце четырехкамерное, но смешение артериальной и венозной крови происходит на периферии за счет соединения артерий и вен.

У птиц, как и у млекопитающих, сердце четырехкамерное и полное разделение токов крови отмечается не только в сердце, но и в сосудах. Особенностью строения сердца и крупных сосудов у птиц является наличие правой дуги аорты, тогда как левая дуга атрофируется.

У высших животных и человека, имеющих четырехкамерное сердце, различают большой, малый и сердечный круги кровообращения (рис.138). Сердце занимает центральное место в этих кругах. Независимо от состава крови все сосуды, входящие в сердце, считаются венами, а выходящие из него — артериями.


Рис. 138. Схема обращения (по Кишш-Сентаготай).1 — а. сонная артерия обыкновенная; 2 — дуга аорты; 3 — а. легочная; 4 — v. pulmonalis; 5 — желудочек злобный; 6 — правый желудочек; 7 — чревный ствол; 8 — а. верхняя брыжейка; 9 — а. нижняя брыжейка; 10 — в.нижняя полая кость; 11 — аорта; 12 — а. подвздошная кость; 13 — тазовые сосуды; 14 — а. бедренная кость; 15 — v. бедренная; 16 — v. iliaca communis; 17 — v. portae; 18 — вв. печеночные; 19 — а. подключичная; 20 — v. subclavia; 21 — v. верхняя полая кость; 22 — v. jugularis interna

Малый круг кровообращения (легочный). Венозная кровь из правого предсердия проходит через правое предсердно-желудочковое отверстие в правый желудочек, который, сокращаясь, выталкивает кровь в легочный ствол.Последняя делится на правую и левую легочные артерии, проходящие через ворота легких. В легочной ткани артерии делятся на капилляры, окружающие каждую альвеолу. После выделения эритроцитами углекислого газа и обогащения их кислородом венозная кровь превращается в артериальную. Артериальная кровь по четырем легочным венам (каждое легкое имеет две вены) собирается в левом предсердии, а затем проходит через левое атриовентрикулярное отверстие в левый желудочек. От левого желудочка начинается большой круг кровообращения.

Большой круг кровообращения … Артериальная кровь из левого желудочка при его сокращении забрасывается в аорту. Аорта разделяется на артерии, кровоснабжающие голову, шею, конечности, туловище и все внутренние органы, в которых заканчиваются капиллярами. Из крови капилляров в ткани выделяются питательные вещества, вода, соли и кислород, резорбируются продукты обмена и углекислый газ. Капилляры собираются в венулы, где венозная сосудистая система представлена ​​корнями верхней и нижней полых вен.Венозная кровь по этим венам поступает в правое предсердие, где заканчивается большой круг кровообращения.

Закономерность движения крови в кровообращении открыл Гарвей (1628). В дальнейшем учение о физиологии и анатомии сосудов обогатилось многочисленными данными, раскрывающими механизм общего и регионарного кровоснабжения органов.

У леших животных и человека, имеющих четырехкамерное сердце, различают большой, малый и сердечный круги кровообращения (рис.367). Сердце занимает центральное место в кровообращении.

367. Схема обращения (по Кишшу, Сентаготай).

1 — общая сонная артерия;
2 — дуга аорты;
3 — легочная артерия;
4 — легочная вена;
5 — левый желудочек;
6 — правый желудочек;
7 — чревный ствол;
8 — верхняя брыжеечная артерия;
9 — нижняя брыжеечная артерия;
10 — нижняя полая вена;
11 — аорта;
12 — общая подвздошная артерия;
13 — общая подвздошная вена;
14 — бедренная вена… 15 — воротная вена;
16 — печеночные вены;
17 — подключичная вена;
18 — верхняя полая вена;
19 — внутренняя яремная вена.

Малый круг кровообращения (легочный)

Венозная кровь из правого предсердия проходит через правое предсердно-желудочковое отверстие в правый желудочек, который, сокращаясь, выталкивает кровь в легочный ствол. Она делится на правую и левую легочные артерии, впадающие в легкие. В легочной ткани легочные артерии делятся на капилляры, окружающие каждую альвеолу.После выделения эритроцитами углекислого газа и обогащения их кислородом венозная кровь превращается в артериальную. Артериальная кровь по четырем легочным венам (в каждом легком по две вены) впадает в левое предсердие, затем проходит через левое предсердно-желудочковое отверстие в левый желудочек. Большой круг кровообращения начинается с левого желудочка.

Большой круг кровообращения

Артериальная кровь из левого желудочка при его сокращении забрасывается в аорту.Аорта распадается на артерии, кровоснабжающие конечности, туловище, . все внутренние органы и заканчивая капиллярами. Из крови капилляров в ткани выделяются питательные вещества, вода, соли и кислород, резорбируются продукты обмена и углекислый газ. Капилляры собираются в венулы, где начинается венозная сосудистая система, представляющая собой корни верхней и нижней полых вен. Венозная кровь по этим венам поступает в правое предсердие, где заканчивается большой круг кровообращения.

Сердечный кровоток

Этот круг кровообращения начинается от аорты двумя коронарными артериями сердца, по которым кровь поступает во все слои и отделы сердца, а затем собирается по мелким венам в венозный венечный синус. Этот сосуд широким устьем открывается в правое предсердие. Часть мелких вен стенки сердца открывается непосредственно в полость правого предсердия и желудочка сердца.

Кровообращение — это непрерывное поступление крови в сосуды человека, которое снабжает все ткани организма всеми необходимыми для нормальной жизнедеятельности веществами.Миграция элементов крови способствует удалению солей и токсинов из органов.

Назначение обращения — Это обеспечение протекания метаболизма (обменных процессов в организме).

Органы кровообращения

К органам, обеспечивающим кровообращение, относятся такие анатомические образования, как сердце вместе с покрывающим его перикардом и все сосуды, проходящие через ткани организма:

Сосуды системы кровообращения

Все сосуды, входящие в систему кровообращения, делятся на группы:

  1. Артериальные сосуды;
  2. Артериолы;
  3. Капилляры;
  4. Венозные сосуды.

Артерии

Артерии включают те сосуды, которые транспортируют кровь от сердца к внутренним органам. Среди населения широко распространено заблуждение, что кровь в артериях всегда содержит высокую концентрацию кислорода. Однако это не так, например, в легочной артерии циркулирует венозная кровь.

Артерии имеют характерное строение.

Их сосудистая стенка состоит из трех основных слоев:

  1. Эндотелий;
  2. Мышечные клетки, расположенные снизу;
  3. Оболочка, состоящая из соединительной ткани (адвентиции).

Диаметр артерий колеблется в широких пределах — от 0,4-0,5 см до 2,5-3 см. Весь объем крови, содержащейся в сосудах этого типа, обычно составляет 950-1000 мл.

По мере удаления от сердца артерии делятся на более мелкие сосуды, последними из которых являются артериолы.

Капилляры

Капилляры – мельчайший компонент сосудистого русла. Диаметр этих сосудов составляет 5 мкм. Они пронизывают все ткани организма, обеспечивая газообмен.Именно в капиллярах кислород покидает кровяное русло, а углекислый газ мигрирует в кровь. Здесь происходит обмен. питательные вещества.

Вены

Проходя через органы, капилляры сливаются в более крупные сосуды, образуя сначала венулы, а затем вены. Эти сосуды несут кровь от органов к сердцу. Строение их стенок отличается от строения артерий, они тоньше, но значительно эластичнее.

Особенностью строения вен является наличие клапанов – соединительнотканных образований, перекрывающих сосуд после прохождения крови и препятствующих ее обратному току.Венозная система содержит значительно больше крови, чем артериальная – около 3,2 л.


Структура большого круга кровообращения

  1. Кровь выталкивается из левого желудочка , где начинается большой круг кровообращения. Кровь отсюда выбрасывается в аорту — самую крупную артерию в организме человека.
  2. Сразу после выхода из сердца сосуд образует дугу, на уровне которой от него отходит общая сонная артерия, кровоснабжающая органы головы и шеи, и подключичная артерия, питающая ткани плеча, предплечья и рука.
  3. Сама аорта идет вниз … От ее верхнего, грудного, отдела отходят артерии к легким, пищеводу, трахее и другим органам, содержащимся в грудной полости.
  4. Ниже отверстия находится другая часть аорты — брюшная. Она отдает ветви к кишечнику, желудку, печени, поджелудочной железе и др. Затем аорта делится на свои конечные ветви — правую и левую подвздошные артерии, кровоснабжающие таз и ноги.
  5. Артериальные сосуды , разделяясь на ветви, трансформируются в капилляры, где кровь, ранее богатая кислородом, органическими веществами и глюкозой, отдает эти вещества тканям и становится венозной.
  6. Последовательность большого круга Кровообращение таково, что капилляры соединяются между собой по несколько штук, первоначально сливаясь в венулы. Они, в свою очередь, также постепенно сливаются, образуя сначала мелкие, а затем и крупные жилки.
  7. В конце концов, два основных сосуда образуют — верхнюю и нижнюю полые вены. Кровь от них поступает прямо в сердце. Ствол полой вены впадает в правую половину органа (а именно в правое предсердие), и круг замыкается.

ОТЗЫВ ОТ НАШЕГО ЧИТАТЕЛЯ!

Основным назначением кровообращения являются следующие физиологические процессы:

  1. Газообмен в тканях и в альвеолах легких;
  2. Доставка питательных веществ к органам;
  3. Прием специальных средств защиты от патологических воздействий — иммунных клеток, белков свертывающей системы и др.;
  4. Выведение шлаков, токсинов, продуктов обмена из тканей;
  5. Доставка гормонов к органам, регулирующим обмен веществ;
  6. Обеспечение терморегуляции организма.

Большое значение имеет система кровообращения в организме человека.

Особенности кровообращения у плода

Плод, находясь в организме матери, непосредственно связан с ней своей кровеносной системой.

Имеет несколько основных характеристик:

  1. в межжелудочковой перегородке, соединяющей стороны сердца;
  2. Артериальный проток, проходящий между аортой и легочной артерией;
  3. Венозный проток, соединяющий плаценту и печень плода.

Такие особенности анатомии основаны на том, что у ребенка малое кровообращение связано с тем, что работа этого органа невозможна.

Кровь для плода, поступающая из тела вынашивающей его матери, поступает из сосудистых образований, входящих в анатомический состав плаценты. Отсюда кровь течет к печени. От него через полую вену он попадает в сердце, а именно в правое предсердие. Через овальное окно кровь оттекает от правого сердца к левому.Смешанная кровь распространяется в артерии большого круга кровообращения.

Кровеносная система является одним из важнейших компонентов организма. Благодаря его функционированию в организме возможно протекание всех физиологических процессов, являющихся залогом нормальной и активной жизни.

Чтобы не «лопнуть сосуд в голове», выпейте 15 капель обычного…

В организме человека кровеносная система предназначена для полного удовлетворения его внутренних потребностей. Важную роль в продвижении крови играет наличие замкнутой системы, в которой артериальный и венозный потоки крови разделены.И делается это с помощью наличия кругов кровообращения.

Историческая справка

В прошлом, когда у ученых еще не было под рукой информативных приборов, способных изучать физиологические процессы в живом организме, величайшие ученые были вынуждены искать анатомические особенности у трупов. Естественно, сердце умершего человека не сокращается, поэтому некоторые нюансы приходилось догадываться самостоятельно, а иногда просто фантазировать.Итак, еще во втором веке нашей эры Клавдий Гален, студент о работах самого себя Гиппократ, предположил, что в просвете артерий вместо крови находится воздух. На протяжении следующих столетий было предпринято много попыток объединить и связать воедино имеющиеся анатомические данные с точки зрения физиологии. Все ученые знали и понимали, как работает кровеносная система, но как она работает?

Ученые внесли колоссальный вклад в систематизацию данных о работе сердца. Мигель Сервет и Уильям Харви в 16 веке. Харви, ученый, впервые описавший большой и малый круги кровообращения , в 1616 определил наличие двух кругов, но как связаны артериальный и венозный протоки, объяснить в своих трудах он не смог. И только позже, в 17 веке, Марчелло Мальпиги, одним из первых, кто стал применять в своей практике микроскоп, обнаружил и описал наличие невидимых невооруженным глазом мельчайших капилляров, служащих связующим звеном в кругах кровообращения.

Филогенез, или эволюция кровеносной системы

В связи с тем, что в процессе эволюции животные класса позвоночных становились все более прогрессивными в анатомо-физиологическом отношении, им требовалась сложная по строению и сердечно-сосудистая система… Так, для более быстрого движения жидкой внутренней среды в тела позвоночного животного возникла потребность в замкнутой системе кровообращения. По сравнению с другими классами животного мира (например, с членистоногими или с червями) у хордовых появляются зачатки замкнутой сосудистой системы.И если у ланцетника, например, нет сердца, но есть брюшная и спинная аорта, то у рыб, земноводных (земноводных), пресмыкающихся (рептилий) сердце соответственно двух- и трехкамерное, а у птиц и млекопитающие имеют четырехкамерное сердце, особенностью которого является сосредоточение в нем двух кругов кровообращения, не смешивающихся между собой.

Таким образом, наличие у птиц, млекопитающих и человека, в частности, двух обособленных кругов кровообращения есть не что иное, как эволюция кровеносной системы, необходимая для лучшего приспособления к условиям окружающей среды.

Анатомические особенности системы кровообращения

Кровеносная система — совокупность кровеносных сосудов, представляющая собой замкнутую систему для снабжения внутренних органов кислородом и питательными веществами посредством газообмена и обмена питательных веществ, а также для удаления углекислого газа и других продуктов обмена из клетки. Для организма человека характерны два круга – системный, или большой круг, а также легочный, называемый еще малым кругом.

Видео: круги кровообращения, мини-лекция и анимация

Большой круг кровообращения

Основная функция большого круга – обеспечение газообмена во всех внутренних органах, кроме легких.Начинается в полости левого желудочка; представлена ​​аортой и ее ветвями, артериальным руслом печени, почек, головного мозга, скелетной мускулатуры и других органов. Далее этот круг продолжается капиллярной сетью и венозным руслом перечисленных органов; а впадением полой вены в полость правого предсердия заканчивается в последнем.

Итак, как уже было сказано, начало большого круга – это полость левого желудочка. Именно сюда направлен артериальный кровоток, в котором больше всего кислорода, а не углекислого газа.Этот поток поступает в левый желудочек непосредственно из кровеносной системы легких, то есть из малого круга. Артериальный поток из левого желудочка через аортальный клапан выталкивается в самый крупный магистральный сосуд — в аорту. Аорту можно образно сравнить с своеобразным деревом, которое имеет множество ветвей, поскольку от нее отходят артерии к внутренним органам (к печени, почкам, желудочно-кишечному тракту, к головному мозгу — через систему сонных артерий, к скелетным мышцам, к подкожный жир и др.). Органные артерии, также имеющие многочисленные разветвления и носящие названия, соответствующие анатомии, несут кислород к каждому органу.

В тканях внутренних органов артериальные сосуды подразделяются на сосуды меньшего и меньшего диаметра, в результате чего формируется капиллярная сеть. Капилляры — мельчайшие сосуды, практически не имеющие среднего мышечного слоя, а представленные внутренней оболочкой — интимой, выстланной эндотелиальными клетками. Щели между этими клетками на микроскопическом уровне настолько велики по сравнению с другими сосудами, что пропускают белки, газы и даже форменные элементы в межклеточную жидкость окружающих тканей.Таким образом, между капилляром с артериальной кровью и жидкой межклеточной средой в том или ином органе происходит интенсивный газообмен и обмен других веществ. Из капилляра проникает кислород, а в капилляр поступает углекислый газ, как продукт клеточного метаболизма. Осуществляется клеточный этап дыхания.

После поступления в ткани большего количества кислорода и удаления из тканей всего углекислого газа кровь становится венозной. Весь газообмен осуществляется с каждым новым притоком крови и в тот период времени, пока она движется по капилляру в сторону венулы — сосуда, собирающего венозную кровь…То есть при каждом сердечном цикле в той или иной части тела к тканям поступает кислород и удаляется из них углекислый газ.

Эти венулы объединяются в более крупные вены и формируется венозное русло. Вены, как и артерии, носят названия, в каком органе они расположены (почечные, мозговые и др.). Из крупных венозных стволов формируются притоки верхней и нижней полых вен, которые затем впадают в правое предсердие.

Особенности кровотока в органах большого круга

Некоторые внутренние органы имеют свои особенности.Так, например, в печени есть не только печеночная вена, «несущая» от нее венозный отток, но и воротная вена, которая, наоборот, приносит кровь в печеночную ткань, где кровь очищается , и только потом кровь собирается в притоки печеночной вены, чтобы попасть в большой круг. Воротная вена приносит кровь из желудка и кишечника, поэтому все, что человек съел или выпил, должно пройти своеобразную «очистку» в печени.

Кроме печени определенные нюансы существуют и в других органах, например, в тканях гипофиза и почек.Так, в гипофизе отмечается наличие так называемой «чудодейственной» капиллярной сети, поскольку артерии, приносящие кровь к гипофизу из гипоталамуса, делятся на капилляры, которые затем собираются в венулы. Венулы после сбора крови с молекулами рилизинг-гормонов вновь делятся на капилляры, а затем образуются вены, несущие кровь от гипофиза. В почках артериальная сеть дважды делится на капилляры, что связано с процессами экскреции и реабсорбции в почечных клетках — в нефронах.

Малый круг кровообращения

Его функция заключается в проведении процессов газообмена в легочной ткани с целью насыщения «отработанной» венозной крови молекулами кислорода. Начинается в полости правого желудочка, куда из камеры правого предсердия (из конечной точки Большого круга) поступает венозный кровоток с крайне малым количеством кислорода и высоким содержанием углекислого газа. Эта кровь движется по клапана легочной артерии в один из крупных сосудов, называемый легочным стволом.Далее венозный поток движется по артериальному руслу в легочной ткани, которая также распадается на сеть капилляров. По аналогии с капиллярами в других тканях в них происходит газообмен, в просвет капилляра поступают только молекулы кислорода, а в альвеолоциты (альвеолярные клетки) проникает углекислый газ. При каждом акте дыхания в альвеолы ​​поступает воздух из окружающей среды, из которого кислород проникает через клеточные мембраны в плазму крови. С выдыхаемым воздухом при выдохе углекислый газ, попавший в альвеолы, удаляется наружу.

После насыщения молекулами О 2 кровь приобретает артериальные свойства, течет по венулам и в итоге достигает легочных вен. Последние, состоящие из четырех или пяти штук, открываются в полость левого предсердия. В результате венозный кровоток протекает через правую половину сердца, а артериальный — через левую; и обычно эти потоки не должны смешиваться.

Легочная ткань имеет двойную сеть капилляров. С помощью первого осуществляются процессы газообмена с целью обогащения венозного кровотока молекулами кислорода (взаимосвязь непосредственно с малым кругом), а во втором происходит питание самой легочной ткани кислородом и питательными веществами (взаимосвязь с большой круг).


Дополнительные круги кровообращения

Этими понятиями принято выделять кровоснабжение. отдельные органы . Так, например, к сердцу, которое более других нуждается в кислороде, артериальный приток осуществляется из ветвей аорты в самом ее начале, которые называются правой и левой венечными (венечными) артериями. В капиллярах миокарда происходит интенсивный газообмен, а венозный отток осуществляется в коронарные вены.Последние собираются в венечном синусе, открывающемся непосредственно в правое предсердие. Таким образом, сердечного или коронарного кровообращения.

коронарный (коронарный) круг кровообращения в сердце

Круг Уиллиса представляет собой замкнутую артериальную сеть мозговых артерий. Мозговой круг обеспечивает дополнительное кровоснабжение головного мозга при нарушении мозгового кровотока по другим артериям. Это защищает столь важный орган от нехватки кислорода или гипоксии.Мозговое кровообращение представлено начальным отрезком передней мозговой артерии, начальным отрезком задней мозговой артерии, передней и задней соединительными артериями, внутренними сонными артериями.

круг Уиллиса в мозгу (классический вариант строения)

Кровообращение плацентарное функционирует только во время вынашивания плода женщиной и выполняет функцию «дыхания» у ребенка. Плацента формируется с 3-6 недель беременности и начинает функционировать в полную силу с 12-й недели.В связи с тем, что легкие плода не работают, поступление кислорода в его кровь осуществляется за счет поступления артериальной крови в пупочную вену ребенка.

кровообращение плода до рождения

Таким образом, всю кровеносную систему человека можно условно разделить на отдельные взаимосвязанные области, выполняющие свои функции. Правильное функционирование таких зон, или кругов кровообращения, является залогом здоровой работы сердца, сосудов и всего организма в целом.

Снабжение тканей кислородом, важными элементами, а также выведение из клеток углекислого газа и продуктов обмена в организме — функция крови. Процесс представляет собой замкнутый сосудистый путь — круги кровообращения человека, по которым проходит непрерывный поток жизненной жидкости, последовательность его движения обеспечивается специальными клапанами.

В организме человека имеется несколько кругов кровообращения.

Сколько кругов кровообращения у человека?

Кровообращение или гемодинамика человека представляет собой непрерывный поток плазменной жидкости по сосудам тела.Это замкнутый путь закрытого типа, то есть он не соприкасается с внешними факторами.

Гемодинамика имеет:

  • основные круги — большие и малые;
  • дополнительных петель — плацентарная, венечная и виллизиева.

Цикл всегда полный, а это значит, что смешения артериальной и венозной крови не происходит.

Сердце, главный орган гемодинамики, отвечает за циркуляцию плазмы. Делится на 2 половины (правую и левую), где располагаются внутренние отделы — желудочки и предсердия.

Сердце — главный орган кровеносной системы человека

Направление оттока жидкости подвижной соединительной ткани определяется сердечными перемычками или клапанами. Они контролируют поток плазмы из предсердий (створок) и препятствуют возврату артериальной крови обратно в желудочек (полулуны).

Кровь движется по кругу в определенном порядке — сначала плазма циркулирует по малому кольцу (5-10 секунд), а затем по большому кольцу. Специфические регуляторы – гуморальные и нервные – контролируют работу системы кровообращения.

Большой круг

Большой круг гемодинамики выполняет 2 функции:

  • насыщают весь организм кислородом, разносят необходимые элементы в ткани;
  • удаляют диоксид газа и токсичные вещества.

Здесь проходят верхняя полая вена и нижняя полая вена, венулы, артерии и артиоли, а также самая крупная артерия — аорта, она выходит из левого сердца желудочка.

Большой круг кровообращения насыщает органы кислородом и выводит токсические вещества

В обширном кольце ток кровяной жидкости начинается в левом желудочке.Очищенная плазма выходит через аорту и разносится ко всем органам путем движения по артериям, артериолам, достигая мельчайших сосудов-капиллярной сети, где отдает тканям кислород и полезные компоненты… Вместо этого удаляются вредные отходы и углекислый газ. Обратный путь плазмы к сердцу лежит через венулы, плавно впадающие в полые вены — это венозная кровь. Кровообращение по большой петле заканчивается в правом предсердии. Продолжительность полного круга 20-25 секунд.

Малый круг (легочный)

Основная роль легочного кольца заключается в осуществлении газообмена в альвеолах легких и обеспечении теплообмена. Во время цикла венозная кровь насыщается кислородом, очищая ее от углекислого газа. Имеют малый круг и дополнительные функции. Блокирует дальнейшее продвижение эмболов и тромбов, проникших из большого круга. А если объем крови изменяется, то она скапливается в отдельных сосудистых резервуарах, которые в нормальных условиях в кровообращении не участвуют.

Легочный круг имеет следующее строение:

  • легочная вена;
  • капилляров;
  • легочная артерия;
  • артериолы.

Венозная кровь за счет выброса из предсердия правой половины сердца переходит в большой легочный ствол и поступает в центральный орган малого кольца — легкие. В капиллярной сетке происходит процесс обогащения плазмы кислородом и выделения углекислого газа.Артериальная кровь уже изливается в легочные вены, конечной целью которых является достижение левого отдела сердца (предсердия). Это завершает цикл вокруг малого кольца.

Особенность малого кольца в том, что движение плазмы по нему имеет обратную последовательность. Здесь по артериям течет кровь, богатая углекислым газом и клеточными отходами, а по венам движется жидкость, насыщенная кислородом.

Дополнительные круги

Исходя из особенностей физиологии человека, кроме 2 основных, выделяют еще 3 вспомогательных гемодинамических кольца — плацентарное, сердечное или коронарное и виллизиевское.

Плацентарный

Период развития в матке плода предполагает наличие круга кровообращения у зародыша. Его основная задача – насытить все ткани организма будущего ребенка кислородом и полезными элементами. Жидкая соединительная ткань поступает в систему органов плода через плаценту матери по капиллярной сети пупочной вены.

Последовательность движения следующая:

  • артериальная кровь матери, попадая к плоду, смешивается с его венозной кровью из нижней части тела;
  • жидкость движется в правое предсердие по нижней полой вене;
  • больший объем плазмы поступает в левую часть сердца через межпредсердную перегородку (малый круг минуется, так как он еще не функционирует у эмбриона) и переходит в аорту;
  • оставшееся количество нераспределенной крови оттекает в правый желудочек, где через верхнюю полую вену, собирая всю венозную кровь от головы, поступает в правые отделы сердца, а оттуда в легочный ствол и аорту;
  • из аорты кровь распространяется во все ткани эмбриона.

После рождения ребенка потребность в плацентарном круге отпадает, а вены, которые соединяются, пустеют и не функционируют.

Плацентарное кровообращение насыщает органы ребенка кислородом и необходимыми элементами

Круг сердца

Из-за того, что сердце постоянно качает кровь, ему необходимо повышенное кровоснабжение. Поэтому коронный круг является составной частью большого круга. Начинается венечными артериями, которые как бы короной окружают главный орган (отсюда и название добавочного кольца).

Сердечный круг питает мышечный орган кровью

Роль сердечного круга заключается в усиленном питании полого мышечного органа кровью. Особенность коронарного кольца состоит в том, что на сокращение коронарных сосудов влияет блуждающий нерв, а на сократительную способность других артерий и вен влияет симпатический нерв.

Круг Уиллиса отвечает за полноценное кровоснабжение головного мозга. Назначение такой петли — компенсация дефицита кровообращения в случае сосудистой непроходимости.в подобной ситуации будет использоваться кровь из других артериальных бассейнов.

В состав артериального кольца головного мозга входят такие артерии, как:

  • передний и задний мозговой;
  • переднее и заднее соединение.

Круг кровообращения Виллиса насыщает мозг кровью

В нормальном состоянии кольцо Уиллиса всегда замкнуто.

Кровеносная система человека имеет 5 кругов, из них 2 основных и 3 дополнительных, благодаря им происходит кровоснабжение организма.Малое кольцо осуществляет газообмен, а большое отвечает за транспорт кислорода и питательных веществ ко всем тканям и клеткам. Дополнительные круги играют важную роль при беременности, снижают нагрузку на сердце и компенсируют недостаток кровоснабжения головного мозга.

Рак, кровь и кровообращение

На этой странице рассказывается о крови и кровообращении и о том, как на них может повлиять рак.

Есть информация о

Что делает кровь

Кровь течет по всему телу.Это:

  • переносит пищу (питательные вещества) и кислород ко всем клеткам организма
  • выводит продукты жизнедеятельности, от которых организму необходимо избавиться

Без кровоснабжения клетки и ткани организма погибают.

Как циркулирует кровь

Кровь течет по всему телу в кровеносных сосудах (трубках), называемых артериями, венами и капиллярами. Это кровеносная система. Сердце перекачивает кровь через систему кровообращения.

Артерии

Артерии несут кровь, насыщенную кислородом, от сердца ко всем частям тела.По мере того, как артерии удаляются все дальше и дальше от сердца, они становятся все меньше и меньше. Со временем они превращаются в капилляры.

Капилляры

Капилляры – мельчайшие кровеносные сосуды. Они проникают прямо в ткани. Здесь кровь в капиллярах отдает кислород клеткам и забирает отходы из клеток. Капилляры соединяются с мельчайшими венами в организме.

Вены

Вены становятся все больше и больше по мере того, как они несут кровь обратно к сердцу.Кровь проходит через правую часть сердца и попадает в легкие, где избавляется от углекислого газа и насыщается кислородом. Затем он проходит через левую сторону сердца и перекачивается обратно по всему телу.

Кровообращение и распространение рака

Кровь всегда циркулирует в организме в одном и том же направлении. Он переносит кислород, углекислый газ и многие другие вещества. Когда кровь циркулирует через кишечник (пищеварительную систему), она собирает переваренные пищевые продукты и переносит их в печень, где они хранятся или используются.

Кровообращение может помочь объяснить, как некоторые виды рака распространяются на определенные части тела. Например, рак толстой кишки (толстой кишки) часто распространяется на печень. Это связано с тем, что кровь циркулирует из кишечника через печень на обратном пути к сердцу. Поэтому, если некоторые раковые клетки попадают в кровоток, они могут застрять в печени по мере прохождения крови. Затем они могут начать перерастать во вторичный рак.

Что в крови?

Хотя кровь выглядит как красная жидкость, если оставить ее в пробирке, она разделится на:

  • бледная жидкость под названием плазма
  • твердый слой клеток крови

Кровь состоит примерно из 55% плазмы и 45% клеток.Плазма в основном состоит из воды с растворенными в ней белками и другими химическими веществами. В крови есть 3 основных типа клеток. Это:

  • лейкоциты
  • эритроциты
  • тромбоциты

Общий анализ крови (FBC) измеряет количество эритроцитов, лейкоцитов и тромбоцитов в крови. Существует несколько различных типов лейкоцитов, включая нейтрофилы и лимфоциты.

Не существует точного значения нормы для анализа крови.Диапазон цифр, приведенных в качестве нормы, немного варьируется между лабораториями, а также различается между мужчинами и женщинами.

 

Лейкоциты

В крови содержится несколько разных типов лейкоцитов в разном количестве. Все они играют роль в иммунном ответе. Вот как организм справляется с инфекцией или чем-то еще, что тело распознает как «инородное». Организм может очень быстро вырабатывать лейкоциты. У них короткая жизнь. Одни живут всего несколько часов, другие – несколько дней.

Количество лейкоцитов может увеличиться, если вы перенесли операцию или инфекцию.

Нейтрофилы

Наиболее распространенным типом лейкоцитов являются нейтрофилы (иногда называемые лейкоцитами).

Они важны для борьбы с инфекцией. Некоторые виды химиотерапии и таргетные противоопухолевые препараты могут на короткое время снизить уровень нейтрофилов. Это снижает вашу сопротивляемость инфекциям.

Лимфоциты

Следующим наиболее распространенным типом лейкоцитов являются лимфоциты.

Лимфоциты помогают вырабатывать антитела для борьбы с инфекцией. Различают В-лимфоциты и Т-лимфоциты.

Другие типы лейкоцитов

Другие лейкоциты присутствуют в меньшем количестве в циркулирующей крови.

Их называют эозинофилами, базофилами и моноцитами, которые иногда вместе называют гранулоцитами.

Эритроциты

Красные кровяные тельца придают крови красный цвет. Они содержат пигмент, называемый гемоглобином.

 Красный кровяной тельце может жить до 120 дней (около 4 месяцев).

Эритроциты прикрепляются к кислороду и переносят его кровью к тканям. Когда они добираются до области, которая нуждается в кислороде, они отказываются от него и забирают углекислый газ, который они уносят обратно в легкие. Недостаток эритроцитов называется анемией. Роль эритроцитов в переносе кислорода объясняет, почему люди с сильной анемией обычно чувствуют одышку.

Тромбоциты

Тромбоциты очень важны для свертывания крови.Они слипаются, образуя пробку, которая помогает остановить кровотечение. Затем они выделяют другие химические вещества для свертывания крови и восстановления кровеносных сосудов.

Как и где образуются клетки крови?

Ваше тело вырабатывает клетки крови в костном мозге. Костный мозг — это мягкая внутренняя часть ваших костей. Вы производите клетки крови контролируемым образом, так как они нужны вашему телу.

Все клетки крови начинаются с клеток одного типа, называемых стволовыми клетками. У взрослых стволовые клетки крови находятся в костном мозге, внутри черепа, ребер, грудины (грудной кости), позвоночника и таза.

Стволовые клетки делятся и размножаются, образуя клетки крови. Эти клетки развиваются и созревают (дифференцируются), превращаясь в лейкоциты, эритроциты или тромбоциты. На приведенной ниже диаграмме показано, как различные типы клеток могут развиваться из одной стволовой клетки крови.

Можно собрать стволовые клетки из костного мозга или крови и заморозить их. Затем врачи могут использовать стволовые клетки как часть высокодозной химиотерапии, называемой трансплантацией стволовых клеток или трансплантацией костного мозга.

Воздействие противораковых препаратов на клетки крови

Некоторые виды противораковых препаратов могут на некоторое время снизить количество лейкоцитов, эритроцитов и тромбоцитов в крови. Лекарства, которые могут вызвать это, включают некоторые химиотерапевтические препараты и некоторые таргетные противораковые препараты.

Развивающиеся клетки крови постоянно размножаются по мере созревания в костном мозге и затем выбрасываются в кровь. Некоторые противораковые препараты могут замедлять выработку клеток крови костным мозгом, поэтому они не так быстро попадают в кровь.Затем количество циркулирующих клеток крови снижается.

Низкий уровень лейкоцитов

Сначала снижается уровень количества лейкоцитов, потому что многие лейкоциты естественным образом отмирают в течение нескольких дней. Обычно они заменяются новыми лейкоцитами, но лекарства от рака могут убивать некоторые из развивающихся клеток.

Обычно костному мозгу требуется неделя или две, чтобы произвести больше клеток и выпустить их обратно в кровь.

Падение лейкоцитов может привести к повышенному риску заражения.

Низкий уровень эритроцитов

Зрелые эритроциты живут около 3 месяцев, поэтому одновременно происходит меньшее размножение. Таким образом, у вас часто не снижается уровень эритроцитов (анемия) до тех пор, пока вы не начнете лечение от рака. Если уровень эритроцитов становится очень низким, вам может потребоваться переливание крови.

Падение эритроцитов может вызвать у вас усталость и одышку.

Низкий уровень тромбоцитов

Также может снизиться уровень тромбоцитов.Если это произойдет, у вас может начаться кровотечение из носа или вы заметите красную сыпь на коже, похожую на крошечные синяки. Затем вам может потребоваться переливание тромбоцитов. После химиотерапии высокими дозами может потребоваться больше времени, чтобы количество тромбоцитов нормализовалось, чем количество любых других клеток крови.

Сопутствующая информация

Вы можете прочитать нашу информацию о распространении рака.

Для получения информации о том, как лечение рака может повлиять на клетки крови, посетите нашу страницу о вашей крови, костном мозге и противораковых препаратах.

Вы можете узнать, вызывают ли определенные лекарства низкий уровень клеток крови, в нашем разделе, посвященном лекарствам от рака.

Вы также можете найти информацию о пересадке стволовых клеток и костного мозга.

Модели обнаружения заболеваний сердца на основе технологии машинного обучения

В настоящее время многогранное клиническое заболевание, известное как сердечная недостаточность, может поражать большее число людей в мире. На ранних стадиях для оценки и диагностики заболевания сердечной недостаточностью кардиологические центры и больницы в значительной степени опираются на ЭКГ.ЭКГ можно рассматривать как обычный инструмент. Раннее выявление сердечно-сосудистых заболеваний является серьезной проблемой в службах здравоохранения (HCS). В этой статье представлены различные технологии машинного обучения, основанные на кратком анализе выявления заболеваний сердца. Во-первых, наивный байесовский подход с взвешенным подходом используется для прогнозирования сердечных заболеваний. Второй, в соответствии с особенностями частотной области, временной области и теории информации, является автоматическим и анализирует локализацию/обнаружение ишемической болезни сердца. Для классификации в этом методе выбираются два классификатора, такие как машина опорных векторов (SVM) с XGBoost с наилучшей производительностью.Третьим является метод автоматической идентификации сердечной недостаточности с использованием усовершенствованной SVM на основе также проанализированной схемы оптимизации двойственности. Наконец, для системы поддержки принятия клинических решений (CDSS) используется эффективная модель прогнозирования сердечных заболеваний (HDPM), которая включает пространственную кластеризацию приложений на основе плотности с шумом (DBSCAN) для обнаружения и исключения выбросов, гибридный синтетический анализ меньшинства. ближайший сосед, отредактированный методом выборки (SMOTE-ENN) для балансировки распределения обучающих данных, и XGBoost для прогнозирования сердечных заболеваний.Машинное обучение может применяться в медицинской отрасли для диагностики, выявления и прогнозирования заболеваний. Основная цель этой статьи — дать клиницистам инструмент, который поможет им диагностировать проблемы с сердцем на ранней стадии. В результате будет легче эффективно лечить пациентов и избежать серьезных последствий. В этом исследовании XGBoost используется для тестирования альтернативных алгоритмов классификации деревьев решений в надежде повысить точность диагностики сердечных заболеваний. С точки зрения точности, достоверности, меры f1 и отзыва в качестве упомянутых выше параметров производительности сравниваются четыре типа моделей машинного обучения (ML).

1. Введение

Сердечно-сосудистые заболевания (ССЗ) — это тип болезни сердца, которая продолжает оставаться основной причиной смерти во всем мире, на которую приходится более 30% всех смертей. Если ничего не предпринимать, ожидается, что к 2030 году общее число погибших в мире возрастет до 22 миллионов. Бляшки на стенках артерий могут препятствовать кровотоку, что приводит к сердечному приступу или инсульту. Заболевания сердца вызываются различными факторами риска, такими как отсутствие физической активности, нездоровое питание, активное употребление алкоголя и табака [1, 2].Вышеуказанные факторы уменьшаются при соблюдении правильного образа жизни, а именно: уменьшение соли в рационе, потребление овощей и фруктов, регулярная физическая активность, прекращение употребления алкоголя и табака, что помогает минимизировать риск сердечных заболеваний [3]. . Решением этих проблем является использование сбора историй болезни пациентов из различных медицинских центров и больниц. Для получения результатов и запроса другого мнения опытного врача используется система поддержки принятия решений.Этот метод позволяет избежать ненужных тестов для диагностики, тем самым экономя деньги и время [4, 5]. В последнее время система управления больницами использовалась для управления медицинскими данными или данными пациентов, что означает, что эти системы производят больше данных. Для прогнозирования сердечных заболеваний был разработан DSS с использованием алгоритма NB (Naïve Bayes). Веб-приложение создано для получения приложения и пользовательского ввода, и оно извлекает ключевые характеристики, относящиеся к сердечным заболеваниям, из исторической базы данных (набор данных Кливленда) [6, 7].

На начальных стадиях сердечной недостаточности (ХСН) запускается большее количество нейрогормональных регуляторных механизмов. В краткосрочной перспективе эти компенсаторные механизмы могут вызвать последствия HFD, приводящие к выраженной желудочковой дисфункции, одышке при нагрузке, периферическим отекам, ремоделированию легких и сердца, что может вызвать постоянные изменения постнагрузки и преднагрузки. Пациенту предоставляется больше вариантов лечения с HFD, включая изменение образа жизни и имплантацию или медицинские устройства, такие как дефибриллятор или кардиостимулятор.Основная проблема заключается в обеспечении последующего наблюдения за этой популяцией, учитывая, что госпитализация из-за острой декомпенсации HFD является основной причиной расходов на здравоохранение. Статистика и исследования показывают, что болезни сердца являются наиболее серьезной проблемой, с которой сталкиваются люди, особенно с HFD [8, 9]. При различных заболеваниях ранняя диагностика и выявление сердечных заболеваний является первым шагом в уходе и лечении.

В настоящее время HFD является новым расстройством для таких заболеваний, как гипертония, бессонница и болезни сердца, среди прочих.Обнаружение HFD на ЭКГ завершается путем обнаружения вариаций продолжительности сердечных сокращений от временного интервала от 1 волны PQRST до следующей волны PQRST. Для раннего выявления ИБС новым и перспективным неинвазивным диагностическим методом является МКГ (магнитокардиография). В то время как МКГ менее подвержена влиянию контактной интерференции электрод-кожа по сравнению с ЭКГ, она высоко чувствительна к вихревым токам и тангенциальным воздействиям через ткань ишемизированного сердца. Несмотря на высокое качество сигнала, интерпретация МКГ занимает много времени, сильно зависит от опыта перевода и имеет ограниченное применение в клиниках.В результате клиницисты выиграют от автономной системы, которая может обнаруживать и локализовать ишемию на ранней стадии [10].

Раннее выявление сердечно-сосудистых заболеваний улучшенной диагностики и лиц с высоким риском с использованием модели прогнозирования может быть рекомендовано в целом для снижения уровня смертности, а принятие решений улучшается для дальнейшего лечения и профилактики. В CDSS модель прогнозирования реализована и используется для поддержки клиницистов в оценке риска сердечно-сосудистых заболеваний, и для управления дальнейшим риском предоставляются соответствующие методы лечения.Кроме того, в многочисленных исследованиях также сообщается, что внедрение CDSS может улучшить качество принятия решений, принятие клинических решений и профилактическую помощь соответственно [9, 11]. Ишемическая болезнь сердца (ИБС), также известная как ишемическая болезнь сердца (ИБС), является ведущей причиной смерти взрослых старше 35 лет в разных странах. В то же время он стал самой большой причиной смерти в Китае. При снижении притока крови к сердцу вследствие стеноза коронарных артерий возникает ИБС. Повреждение миокарда может иметь серьезные последствия, включая желудочковую аритмию или даже внезапную сердечную смерть вследствие инфаркта миокарда.

1.1. Основной вклад в исследования

Машинное обучение может использоваться для диагностики, обнаружения и прогнозирования многих заболеваний в медицинской отрасли. Основная цель этого исследования — предоставить клиницистам инструмент для выявления проблем с сердцем на ранней стадии. В результате будет легче проводить надлежащее лечение пациентов, избегая при этом серьезных последствий. В этом исследовании XGBoost используется для тестирования нескольких алгоритмов классификации деревьев решений в надежде на повышение эффективности диагностики сердечных заболеваний.

Оставшийся документ организован следующим образом: В разделе 2 представлен анализ литературы. Методы машинного обучения для прогнозирования сердечных заболеваний представлены в Разделе 3. Извлечение признаков запланировано в Разделе 4. Прогнозирование сердечных заболеваний с использованием алгоритма XGBoost подробно описано в Разделе 5. Результаты показаны в Разделе 6. Заключительные замечания приведены в Разделе 7.

2. Анализ литературы

В системе сердца человека электрическая активность сердца регистрируется с помощью ЭКГ с различными формами волн через накожные электроды.Для выявления заболеваний сердца это неинвазивный метод, который отражает сердцебиение, частоту сердечных сокращений и состояние сердца. Количество клеток в организме человека не имеет прямой связи с внешним расположением. Более того, они зависят от сердечно-сосудистой системы, которая служит им транспортом. В сердечно-сосудистой системе через нее протекают жидкости двух видов. Кровь – это первый тип жидкости. Здесь кровеносная система образует кровеносные сосуды и сердце. Лимфа – второй тип жидкости.Структуру лимфатической системы образуют лимфатические узлы и лимфатические сосуды. Сердечно-сосудистая система может быть образована сочетанием лимфатической и сосудистой систем [12]. В сердцебиении сердечный цикл представляет собой серию действий. Сердечный цикл обычно включает оба предсердия, при этом каждое сокращение желудочка синхронизируется на долю секунды позже. Сердце создается и соединяется между собой с помощью клеток сердечной мышцы, поэтому, когда одна из них сокращается, это вызывает возбуждение близлежащих клеток. Мышцы отдыхают между ударами в сердечном цикле, что способствует аэробному дыханию.Есть две части, которые далее обсуждаются в этом исследовании.

2.1. Часть 1 «Систола»

Это выражение сокращения. Это происходит всякий раз, когда желудочки находятся в стадии сокращения и заставляют кровь перекачиваться в сосуды сердца с закрытием атриовентрикулярных клапанов и открытием полулунных клапанов.

2.2. Часть 2 «Диастола»

Это выражение для расслабления. Это происходит всякий раз, когда желудочки находятся в стадии расслабления. Это вызывает обратное давление крови на клапаны закрывающего полулуния и открывающего клапана AV соответственно.

Предыдущие исследования показали многообещающие результаты автоматического обнаружения сердечно-сосудистых заболеваний. Но все же есть несколько проблем. Во-первых, исследования с использованием частных наборов данных страдают от различий в базе данных и баз данных небольшого размера, особенно для исследований MCG, в которых недоступны более крупные общедоступные наборы данных. Однако, судя по общедоступным наборам данных, исследования ЭКГ могут не иметь такой же эффективности, если они будут перенесены из контрольной области в клиническую. Представители составляют общедоступные наборы данных ЭКГ.Наборы данных ЭКГ легко идентифицируют аномальные случаи и будут предвзятыми для проведения ранней диагностики [13]. На производительность модели выбор функций оказал значительное влияние. Прошлые исследования представили функции из трех категорий: (а) функции теории информации, (б) функции во временной области и (в) функции в частотной области.

Каждая категория представлена ​​как эффективная и имеет возможность выявления некоторых сложных аспектов электрофизиологических сигналов сердца. Определенные исследования проводятся для оценки значимости различных признаков.Для решения этой проблемы относительно разработана большая группа признаков, содержащая две вышеупомянутые категории. Посредством весового анализа важности признаков определяется следующее: (i) Синхронность реполяризации зубца T описывается признаками как основным признаком для идентификации субъектов ИБС (ii) Признаки описывают, что характеристики магнитного полюса связаны с коронарными места стеноза

В различных исследованиях сообщается, что развитие диагностики сердечных заболеваний на основе моделей ML может обеспечить достижение цели HDPM с улучшенными характеристиками.Два общедоступных набора данных о сердечных заболеваниях, такие как Cleveland и Statlog, в основном используются для сравнения эффективности моделей прогнозирования между исследователями. В сфере здравоохранения в последнее время применяется принятие клинических решений на основе машинного обучения. Последние достижения в области машинного обучения представляют преимущества дискриминационных классификаторов для автоматического обнаружения сердечных заболеваний. Ранее исследования показали, что алгоритмы машинного обучения, а именно SVM, RF (случайный лес), LR (логистическая регрессия), BPNN (нейронная сеть с обратным распространением) и MLP (многослойный персептрон) успешно используются для инструментов принятия решений для прогнозирования сердечного ритма. заболевания на основе индивидуальной информации.Различные исследования выявили достоинства гибридной модели, которая показала хорошие результаты в прогнозировании сердечно-сосудистых заболеваний, а именно RF с линейной моделью, MLP, байесовскую сеть (BN), мажоритарное голосование NB и RF и два сложенных SVM соответственно [14]. Kalia Orphanou et al., в модели классификации NB функция TAR (временные правила ассоциации) используется для диагностики заболеваний сердца. Для предварительной обработки данных используется временная абстракция (ТА), а алгоритм извлечения временных паттернов используется для поиска TAR путем частой идентификации временных отношений между ТА.В наивном байесовском классификаторе периодические TAR в конечном итоге рассматриваются как признаки. С помощью возможного повторения каждого шаблона TAR с соответствующей историей пациента достигается точность 82%. Тереза ​​Принси и др. провели исследование нескольких методов машинного обучения, которые используются для прогнозирования риска сердечных заболеваний у человека в зависимости от различных атрибутов, таких как пол, возраст, уровень холестерина и частота пульса. При повышении точности риска и атрибутов автор может использовать анализ алгоритма K-ближайших соседей, наивного байесовского алгоритма и нейронной сети.Точность повышается при малом количестве признаков, что возможно при использовании различных методов [15]. Прерана и др. предсказал уровень риска вероятностного анализа и классификации (PAC) и сердечных заболеваний, выполненных методом машинного обучения. Для обработки записей пациентов и анализа различных алгоритмов машинного обучения используется программирование уменьшения карты, представленное в графическом виде. В облаке этот подход доступен и доступен глобально. Кроме того, его можно расширить для определения различных заболеваний, таких как рак, диабет, опухоль головного мозга и так далее.Шадаб и др. использовать метод интеллектуального анализа данных NB, чтобы помочь пользователям узнать ответы на заранее определенные вопросы в веб-приложении. Для диагностики заболеваний сердца врачи используют эти интеллектуальные решения, когда точность алгоритма NB можно повысить за счет использования различных методов [16]. На рис. 1 показаны методы машинного обучения для прогнозирования сердечных заболеваний.


3. Методы МО для прогнозирования сердечно-сосудистых заболеваний
3.1. Наивный байесовский взвешенный подход (NBwa)

Веб-приложение представляет собой предлагаемую систему.Его можно разделить на два модуля: сторона администратора и сторона пользователя соответственно. Администратор отправил набор данных в базу данных в виде листа Excel, который затем был преобразован в веса и сохранен. Кластеры были сформированы из записей. В зависимости от среднего веса или каждого из кластеров определяется атрибут (сосуд) классификации и в базе данных этот признак может быть сохранен. Используя предоставленные поля, вводимые пользователем данные и данные пациента преобразуются в веса, и к данным применяется алгоритм NB.Результат может отображаться пользователю на основе вероятности системы. Условные и предельные вероятности различных событий сравниваются с помощью наивного байесовского алгоритма. Для заданных выборок этот алгоритм полезен для вычисления возможного ближайшего значения [17]. Теорема Байеса полезна для расчета диагностической вероятности, когда здоровье пациента отслеживается на основе нескольких симптомов. Правило Байеса используется в различных подходах к интеллектуальному анализу данных. Этот метод более удобен для разработки моделей возможностей прогнозирования и предоставляет множество способов проверки и изучения данных.Наивный байесовский классификатор является подходящей схемой, когда заданный входной атрибут больше. По сравнению со многими другими методами классификации этот алгоритм прост, но имеет лучшую производительность. Характеристики пациента с сердечным заболеванием легко идентифицируются с помощью метода наивного байесовского классификатора. Этот алгоритм найдет вероятность входных признаков во время предсказуемого болезненного состояния [18]. На рис. 2 показаны методы машинного обучения для прогнозирования сердечных заболеваний.


3.2. Выявление ишемической болезни сердца на основе магнитокардиографии

Структура выявления ишемической болезни сердца с использованием классификаторов ML показана на рисунке 3.Группы признаков показывают, что коэффициент Пирсона использовался для создания тепловой карты для исследования связи между характеристиками и целевой переменной. Сходные точки данных были сгруппированы для оценки силы кластеризации, чтобы исследовать связи, показанные на тепловой карте. При сопоставлении целевой переменной были сгруппированы возраст и систолическое артериальное давление. Это облегчает просмотр распределения целевой переменной. Предварительно обработайте необработанные сигналы MCG для сегментации, фильтрации и усреднения Т-волн [19, 20].Затем извлекаются 3 категории объектов. Некоторые из этих функций были бы избыточными, но все же они включены в процедуру классификации, поскольку прошлые исследования показывают, что алгоритмы машинного обучения, такие как SVM, не чувствительны к наличию избыточных функций. С другой стороны, игнорирование значимых функций более опасно, чем отсутствие второстепенных функций.


4.1. Временная область

Характеристики временной области 18 обобщаются для описания следующего: (1) Максимальные характеристики сердечного тока (2) Характер карты магнитного поля (3) Распределение отрицательных/положительных магнитных полюсов в интервале ТТ независимо распределяется с нормальным распределение, имеющее среднее значение 0 и постоянную дисперсию

Кроме того, представлены 6 связанных характеристик магнитных полюсов для описания следующего: изменение площади отрицательного/положительного полюса в Т-волне и смещение отрицательного/положительного в Т-волне.В последующем исследовании было установлено, что они связаны с локализацией стеноза. Интересны характеристики признаков с 2-х аспектов: динамические изменения и значения на пике зубца Т в течение интервала ТТ. Для этого интервал ТТ разбивается на 24 более коротких подокна, из которых извлекается 18 временных признаков.

4.2. Область дискретного вейвлет-преобразования

DWT db-4 (Daubechies 4) применяется с 4 уровнями на каждом из 36 каналов. Сигнал разлагается на частотно-временные составляющие с помощью DWT.Низкочастотная часть уровня DWT (составляющая A4, соответствующая примерно от 0 до 7,8 Гц) восстанавливается с использованием IDWT (обратный DWT).

4.3. Информационная теория

Согласно теории электрофизиологии, возмущение сигнала у больных ишемией во время сегмента ST выше, чем у здоровых людей. Три меры выбираются из следующих: (i) для каждого канала энтропия Шеннона, (ii) многомерный индекс Джини и (iii) энтропия SVD (разложение по сингулярным значениям).

5. Прогнозирование сердечно-сосудистых заболеваний с использованием алгоритма XGBoost

Разработать HDPM для обеспечения высокой эффективности прогнозирования, отсутствия/наличия сердечно-сосудистых заболеваний, а также для представления текущей ситуации пациента. Процесс разработки HDPM представлен блок-схемой, показанной на рисунке 4. Во-первых, соберите наборы данных о сердечных заболеваниях. Во-вторых, предварительная обработка данных осуществляется для преобразования данных. В-третьих, применить метод DBSCAN, основанный на обнаружении выбросов, для определения данных о выбросах, обеспечиваемых оптимальными параметрами [21].В-четвертых, из набора обучающих данных удалите обнаруженные выбросы. В-пятых, для балансировки обучающего набора данных используйте метод балансировки данных на основе SMOTE-ENN. В-шестых, чтобы извлечь уроки из обучающего набора данных и для создания HDPM с использованием MLA на основе XGBoost. Основной параметр с корректировкой с  = 5,  = 1, гамма = 0, подвыборка,  = 0,8 и  = 1. Наконец, для оценки производительности представленной модели представлены показатели производительности. В рамках CDSS генерируется HDPM [22, 23]. В этом исследовании используется метод 10-кратной перекрестной проверки, чтобы избежать переобучения.Благодаря перекрестной проверке модели могут учиться на различных обучающих наборах данных посредством повторной выборки. Поэтому максимизация данных используется для проверки, что помогает предотвратить переоснащение. Прошлые исследования показали, что метод проверки 10 перекрестных полей будет использоваться для поддержания компромисса между отклонениями смещения, который в конечном итоге обеспечивает обобщенную модель и защищает от переобучения [24]. Предлагаемая модель прогнозирования сердечных заболеваний с использованием XGBoost показана на рисунке 4.


6. Результаты

Различные методы машинного обучения используют разные наборы данных с независимой спецификацией. Всего в статье для прогнозирования сердечных заболеваний используется 50 тестовых случаев. Среди этих 50 тестов 6 ложноотрицательны, 1 ложноположительны, 18 TP и 25 TN [25]. Сбор данных является частью ретроспективных исследований сердечно-сосудистых заболеваний с использованием записей многоканальной МКГ. В базе данных 227 человек со стенозом коронарных артерий и 347 человек здоровых.В выборке 16 случаев NSTEMI (инфаркт миокарда без подъема сегмента ST). Для ишемической группы выполняется коронароангиография. Больных ИБС (слева, передне-нисходящей) было 227 [26].

Несколько наборов данных используются для демонстрации способности представленного подхода обнаруживать HFD с использованием сигналов ЭКГ. Предлагаемый метод апробирован на 38 реальных данных записи сигналов ЭКГ с ВЧД из базы данных PhysioNet. Рассмотрим 5-секционную (P, Q , R, S и T) сегментацию сигнала ЭКГ для каждого раунда [27].Он также рассматривается как три отдельные зоны (QRS, T и P), которые обеспечивают различную вероятность границ временных интервалов пик-пик и все волны на ЭКГ пациента [21, 28, 29]. Было обнаружено, что три компонента обработанного сигнала ЭКГ разделяются и распределяются одинаковым образом. Для каждого пациента с HFD ISVM-DO идентифицирует все пиковые значения зубцов P, Q , R, S и T на кривой ЭКГ. В результате система извлекает важные морфологические аспекты из обработанной ЭКГ.Многие случайные тесты и тесты перекрестной проверки используются для обучения предиктора предложенного метода на 125 выборках из обучающего набора данных [30, 31].

Для изучения того, как распознавать сердечные заболевания с использованием подхода машинного обучения, используются два набора данных о сердечных заболеваниях (Cleveland и Statlog; называемые наборами данных I и II). Хотя исходный набор данных содержит 79 необработанных атрибутов и 303 субъекта, используются только 13 из них, и только один атрибут используется в качестве выходного класса. Остальные 297 субъектов используются на этапе предварительной обработки после того, как 6 субъектов были исключены из набора данных из-за отсутствия значений.Библиотека Python XGBoost V0.81 используется для реализации XGBoost. Используя метод DBSCAN, удалите данные о выбросах из наборов данных для обучения сердечным заболеваниям. Программное обеспечение XGBoost используется для генерации HDPM [2, 32]. Для оценки эффективности методов машинного обучения используются 4 различных параметра: полнота, F1-мера, точность и прецизионность. Для измерения потенциала этих 4 параметров используется матрица путаницы из модели: (ложноотрицательная), (истинноотрицательная), (ложноотрицательная) и (истинноположительная).Число субъектов, правильно классифицированных как «положительные» (наличие болезни сердца), обозначается как , количество субъектов, правильно классифицированных как «отрицательные» (отсутствие/здоровое заболевание сердца), представлено как . Точно так же количество субъектов, неправильно классифицированных как «отрицательные» (когда у них есть заболевание сердца), представлено как , а количество субъектов, неправильно классифицированных как «положительные», когда у них нет сердечного заболевания, представлено как .

6.1. Точность

Отношение точно предсказанных моделью прогнозов ко всем типам завершенных прогнозов в классификации задач называется точностью.

6.2. Точность

Точность или положительное прогнозирование определяется как отношение точных положительных оценок к общему количеству положительных оценок ( + ), предсказанных алгоритмом классификации.

6.3. Отзыв

Отзыв можно определить как отношение точности к общему «+».

6.4. F1-мера

F1-мера является функцией точности и полноты. F1 должен быть равен 1 для хорошей производительности алгоритма классификации и 0 для плохой производительности.

Различные ML Техника на основе сердечных заболеваний Выполнение эффективности обнаружения сердца оценивается с различными параметрами, а эти значения отображаются в таблице 1.


Методы Точность Отзывы F1-мера

Наивный байесовский взвешенный подход 86,00 82,34 5075 87,3421
2 СВМ-х и XGBoost 94,03 86,56 94,78 92,79
СВМ и DO 89,4 66,1 81,3 82,1
XGBoost 95,9 Рис.


Графическое представление различных методов машинного обучения для прогнозирования сердечных заболеваний с точки зрения отзыва и параметров измерения F1 представлено на рисунке 6.


Из приведенной выше таблицы и графиков видно, что параметр точности высокий в обнаружении болезней сердца на основе алгоритма XGBoost и низкий в наивном байесовском подходе с взвешенным подходом. В таблице 2 показан анализ показателей путаницы для применения классификатора.

+

Название модели Этикетка предсказания отрицательных предсказания положительных

Наивного Байес и взвешенный подход Фактические отрицательный 6314 6214
Фактический положительный 5076 5142

2 SVM-х и XGBoost Фактический отрицательный 6314 6014
Фактический положительный 5410 5142

SVM и DO Фактический отрицательный 5897 5001
Фактический положительный 4517 4221

XGBoost Фактический отрицательный 5794 5001 909 62
Фактическое положительное 4876 4221

4 70.Заключение с будущей работой

В этой статье представлен обзор моделей обнаружения сердечных заболеваний на основе технологий машинного обучения. В этом обзоре анализируются четыре подхода моделей машинного обучения для выявления заболеваний сердца; это наивный байесовский метод с предсказанием на основе взвешенного подхода, 2 SVM с предсказанием на основе XGBoost, улучшенный SVM (ISVM), основанный на предсказании на основе метода двойственной оптимизации (DO), и предсказание на основе XGBoost. Согласно анализу результатов, точность, прецизионность, полнота и параметры F1-меры высоки при обнаружении болезней сердца на основе алгоритма XGBoost, и только точность наивного байесовского метода с взвешенным подходом ниже, чем у других, а оставшаяся точность, полнота , и значения меры F1 низкие в SVM с моделью оптимизации двойственности (DO).Настоящий обзорный документ дает лучшее представление о различных методах обнаружения сердечных заболеваний, основанных на машинном обучении. Это исследование можно обновить в будущем, добавив больше атрибутов в набор данных о сердечных заболеваниях и сделав его более интерактивным для пользователей. Это также может быть выполнено в виде мобильного приложения с уменьшенным временем вычислений и сложностью. Мы внесем изменения в систему, связав ее с базой данных больницы.

Доступность данных

Данные о заболеваниях сердца, подтверждающие результаты этого исследования, можно получить по запросу у соответствующего автора.

Конфликт интересов

Авторы данной рукописи заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Часы Сладкие магнолии | Официальный сайт Netflix. Дана Сью решает проблемы на кухне. Хелен совершает судьбоносную покупку.

2. Объединенный фронт

51 м

Мэдди беседует с тренером Кэлом о трудностях Тайлера на бейсбольном поле и за его пределами, а Хелен работает над тем, чтобы восстановить разоренную семью.

3. Напоить жаждущих

44 м

В то время как задержки мешают плану ремонта трио, Мэдди заключает сделку с Биллом, Дана Сью переживает из-за работы и дома, а Кайл открывается Норин.

4. Положите все на место

50 м

Горожане начинают болтать о новой подруге Мэдди, Дане Сью угрожает здоровье, а Хелен принимает юридические угрозы лично.

5. Сначала танцуй, потом думай

51 м

Мать-природа, неуклюжий подрядчик и давняя соперница Мэдди, сговариваются превратить большое открытие спа-салона в хаос.Тайлер помогает Энни выбраться из затруднительного положения.

6. С наилучшими намерениями

47 м

Мэдди беспокоится о любопытных взглядах, когда она с Кэлом, униженная Энни чувствует себя преданной Тайлером, а Билл удивляет детей особой просьбой.

7. Держи меня за руку

47 м

Уют Мэдди с Кэлом вызывает осложнения, Хелен борется за студента-учебника, Норин принимает долгожданного гостя, а Эрик сближается с Исааком.

Leave a Reply

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

2022 © Все права защищены.