Hart en long: het fundament

De student verwerft inzicht in de anatomie, fysiologie en functie van het cardiovasculaire en het respiratoire systeem (hart en bloedvaten, longen en luchtwegen) en het dynamisch gedrag (stroming) van bloed in de vaten (circulatie) en lucht in de geleidende luchtwegen (ventilatie).

De anatomie, fysiologie en functie van de betreffende orgaansystemen wordt in dit blok behandeld in hoorcolleges, werkgroepen en practica, geïllustreerd met medische beeldvorming en diagnostische (meet)methoden en kwantitatief beschreven en geanalyseerd in wiskundige (computer)modellen.

Biomedische instrumentatie en fysische principes van het meten aan bloed en uitademing worden behandeld. Aan de orde komen o.a. meting van bloeddruk, hartslag, en zuurstofsaturatie (pulse oxymeter).

Het instandhouden van het metabolisme in de lichaamscellen vereist een continue aanvoer van voedingsstoffen en zuurstof en afvoer van in de cellen geproduceerde afvalstoffen en koolstofdioxide. Het cardiovasculaire en het respiratoire systeem zijn hierbij essentieel omdat deze systemen zorgdragen voor, respectievelijk, het actief transport van deze stoffen via het bloed en de gasuitwisseling in de longen. Deze orgaanfuncties kunnen tijdelijk worden overgenomen met een hart-longmachine.

Stroming ontstaat door drukverschillen (driving pressure) en is mede afhankelijk van de weerstand die het stromende medium ondervindt. Deze weerstand wordt bepaald door geometrische factoren (zoals parallel danwel in serie geschakelde vaten/luchtwegen met specifieke lengtes en doorsnedes), maar ook door de eigenschappen van het medium (zoals de viscositeit) en het stromingspatroon (laminair, turbulent). Deze effecten worden kwantitatief beschreven (stromingsleer) en geïllustreerd met fysiologische en pathofysiologische (zoals vaatvernauwingen) voorbeelden uit de klinische praktijk.

De voor stroming noodzakelijke drukverschillen ontstaan door werking van spieren (het hart, c.q. de ademhalingsspieren). Bepaling van hartfunctie en longfunctie, o.a. op basis van analyse van tijdsafhankelijke druk, volume en flowcurves, komt uitgebreid aan de orde. De student maakt kennis, o.a. tijdens practica, met de hiervoor gebruikte klinische meettechnieken en leert de typische afwijkingen kennen die optreden bij veelvoorkomende ziektebeelden zoals hartfalen en COPD.