Макет сердца человека

Содержание

Особенности строения сердца человека

Макет сердца человека

Для того чтобы обеспечить адекватное питание внутренних органов, сердце перекачивает в день в среднем семь тонн крови. Его размер при этом равен сжатому кулаку.

На протяжении жизни этот орган совершает приблизительно 2,55 миллиардов ударов. Окончательное формирование сердца происходит к 10 неделе внутриутробного развития.

После рождения кардинально меняется вид гемодинамики – от питания плацентой матери к самостоятельному, легочному дыханию.

Строение сердца человека

Мышечные волокна (миокард) являются преобладающим видом клеток сердца. Они составляют его основную массу и находятся в среднем слое. Снаружи орган покрыт эпикардом.

Он на уровне прикрепления аорты и легочной артерии заворачивается, направляясь книзу. Таким образом формируется околосердечная сумка – перикард.

В нем содержится около 20 — 40 мл прозрачной жидкости, которая не дает листкам слипаться и травмироваться при сокращениях.

Внутренняя оболочка (эндокард) складывается вдвое в местах перехода предсердий в желудочки, устьев аортального и легочного ствола, образуя клапаны.

Их створки крепятся к кольцу из соединительной ткани, а свободная часть движется потоком крови.

Для того, чтобы не происходило выворачивание частей в предсердие, к ним присоединены нити (хорды), отходящие от сосочковых мышц желудочков.

Сердце имеет следующую структуру:

  • три оболочки – эндокард, миокард, эпикард;
  • перикардиальную сумку;
  • камеры с артериальной кровью – левое предсердие (ЛП) и желудочек (ЛЖ);
  • отделы с венозной кровью – правое предсердие (ПП) и желудочек (ПЖ);
  • клапаны между ЛП и ЛЖ (митральный) и трехстворчатый справа;
  • два клапана разграничивают желудочки и крупные сосуды (аортальный слева и легочной артерии справа);
  • перегородка делит сердце на правую и левую половину;
  • выносящие сосуды, артерии – пульмональная (венозная кровь из ПЖ), аорта (артериальная из ЛЖ);
  • приносящие, вены – легочные (с артериальной кровью) заходят в ЛП, полые вены впадают в ПП.

Рекомендуем прочитать статью о малых аномалиях развития сердца. Из нее вы узнаете о причинах патологии у детей, подростков и взрослых, симптомах проблемы и методах диагностики, лечении заболевания и прогнозе для больных.

А здесь подробнее о расположении сердца справа.

Внутренняя анатомия и особенности строения клапанов, предсердий, желудочков

Каждая часть сердца имеет свою функцию и анатомические особенности. В целом, более мощным является ЛЖ (по сравнению с правым), так как он с усилием продвигает кровь в артерии, преодолевая высокое сопротивление сосудистых стенок. ПП развито больше левого, оно принимает кровь из всего организма, а левое всего лишь из легких.

Правое предсердие

Получает кровь из полых вен. Рядом с ними располагается овальное отверстие, соединяющее ПП и ЛП в сердце плода. У новорожденного оно закрывается после открытия легочного кровотока, а затем полностью зарастает. В систолу (сокращение) венозная кровь проходит в ПЖ через трехстворчатый (трикуспидальный) клапан. ПП имеет достаточно мощный миокард и кубическую форму.

Левое предсердие

Артериальная кровь из легких проходит в ЛП по 4 легочным венам, а затем течет через отверстие в ЛЖ. Стенки ЛП в 2 раза тоньше, чем у правого. По форме ЛП похоже на цилиндр.

Правый желудочек

Он имеет вид перевернутой пирамиды. Емкость ПЖ составляет около 210 мл. В нем можно выделить две части – артериальный (легочной) конус и собственно полость желудочка. В верхней части расположены два клапана: трикуспидальный и пульмонального ствола.

Левый желудочек

Похож на перевернутый конус, его нижняя часть образует верхушку сердца. Толщина миокарда самая большая – 12 мм. Вверху размещены два отверстия – для соединения с аортой и ЛП. Оба они перекрываются клапанами – аортальным и митральным.

Трикуспидальный клапан

Правый предсердно-желудочковый клапан состоит из уплотненного кольца, ограничивающего отверстие, и створок, их может быть не 3, а от 2 до 6.

У половины людей встречается именно трехстворчатая конфигурация.

Функция этого клапана состоит в препятствии забросу крови в ПП при систоле ПЖ.

Клапан легочного ствола

Он не дает крови пройти обратно в ПЖ после его сокращения. В составе имеются заслонки, близкие по форме к полумесяцу. Посредине каждой есть узелок, герметизирующий смыкание.

Митральный клапан

Имеет две створки, одна находится спереди, а другая сзади. Когда клапан открыт, то кровь поступает из ЛП в ЛЖ. При сжимании желудочка его части смыкаются для того, чтобы обеспечить прохождение крови в аорту.

Клапан аорты

Образован тремя заслонками полулунной формы. Подобно пульмональному не содержит нитей, которые удерживают створки. В зоне расположения клапана аорта расширяется и имеет углубления, названные синусами.

Схема кругов кровообращения

Газообмен происходит в альвеолах легких. В них приходит венозная кровь из пульмональной артерии, выходящей из ПЖ. Несмотря на название, легочные артерии переносят кровь венозного состава. После отдачи углекислоты и насыщения кислородом по пульмональным венам кровь проходит в ЛП. Так формируется малый круг кровотока, названный легочным.

Большой круг охватывает весь организм в целом. Из ЛЖ артериальная кровь разносится по всем сосудам, питая ткани. Лишенная кислорода, венозная кровь течет из полых вен в ПП, затем в ПЖ. Круги замыкаются между собой, обеспечивая непрерывный поток.

Для того чтобы кровь попала в миокард, она должна пройти вначале в аорту, а затем в две венечные артерии. Они названы так из-за формы разветвлений, напоминающий корону (венец). Венозная кровь из сердечной мышцы преимущественно поступает в венечный синус. Он открывается в правое предсердие. Этот круг кровообращения считается третьим, коронарным.

Смотрите на видео о строении сердца человека:

Чем особенное строение сердца у ребенка

До шестилетнего возраста сердце имеет форму шара за счет больших предсердий. Его стенки легко растягиваются, они гораздо тоньше, чем у взрослых. Постепенно формируется сеть сухожильных нитей, фиксирующих створки клапанов и сосочковых мышц. Полное развитие всех структур сердца оканчивается к 20 годам.

Положение сердца новорожденного в грудной клетке вначале косое, прилегающее к передней поверхности. Это вызвано увеличением объема легочной ткани и уменьшением массы вилочковой железы.

До двух лет сердечный толчок образует правый желудочек, а затем и часть левого. По скорости роста до 2 лет лидируют предсердия, а после 10 – желудочки. До десяти лет ЛЖ опережает правый.

Основные функции миокарда

Сердечная мышца отличается по строению от всех других, так как имеет несколько уникальных свойств:

  • Автоматизм – возбуждение под действием собственных биоэлектрических импульсов. Вначале они формируются в синусовом узле. Он – главный водитель ритма, генерирует сигналы около 60 — 80 за минуту. Нижележащие клетки проводящей системы – это узлы 2 и 3 порядка.
  • Проводимость — импульсы от места образования могут распространяться от синусового узла к ПП, ЛП, предсердно-желудочковому узлу, по миокарду желудочков.
  • Возбудимость— в ответ на внешние и внутренние раздражители миокард активизируется.
  • Сократимость – способность сокращаться при возбуждении. Эта функция и создает насосные возможности сердца. Сила, с которой миокард реагирует на электрический стимул, зависит от давления в аорте, степени растяжения волокон в диастолу, объема крови в камерах.

Как работает сердце

Функционирование сердца проходит три этапа:

  1. Сокращение ПП, ЛП и расслабление ПЖ и ЛЖ с открыванием клапанов между ними. Переход крови в желудочки.
  2. Систола желудочков – раскрываются клапаны сосудов, кровь течет в аорту и легочную артерию.
  3. Общее расслабление (диастола) – кровь заполняет предсердия и надавливает на клапаны (митральный и трехстворчатый) вплоть до их раскрывания.

В период сокращения желудочков захлопнуты давлением крови клапаны между ними и предсердиями. В диастолу давление в желудочках падает, оно становится ниже, чем в крупных сосудах, тогда части пульмонального и аортального клапана смыкаются, чтобы поток крови не вернулся обратно.

Рекомендуем прочитать статью о врожденных пороках сердца. Из нее вы узнаете о причинах развития патологии, классификации и признаках пороков, проведении диагностики и вариантах лечения.

А здесь подробнее об аускультации сердца.

Сердце обеспечивает продвижение крови по большому и малому кругу благодаря согласованной работе предсердий, желудочков, магистральных сосудов и клапанов.

Миокард обладает способностью вырабатывать электрический импульс, проводить его от узлов автоматизма до клеток желудочков. В ответ на воздействие сигнала мышечные волокна переходят в активное состояние и сокращаются.

Сердечный цикл состоит из систолического и диастолического периода.

Источник: http://CardioBook.ru/stroenie-serdca-cheloveka/

Анатомия и физиология сердца: строение, функции, гемодинамика, сердечный цикл, морфология

Макет сердца человека

Строение сердца любого организма имеет много характерных нюансов. В процессе филогенеза, то есть эволюции живых организмов к более сложным, сердце птиц, животных и человека приобретает четыре камеры вместо двух камер у рыб и трех камер у земноводных.

Такое сложное строение наилучшим образом приспособлено для разделения потоков артериальной и венозной крови. Кроме этого, анатомия сердца человека подразумевает множество мельчайших деталей, каждая из которых выполняет свои строго определенные функции.

Сердце как орган

Итак, сердце является не чем иным, как полым органом, состоящим из специфической мышечной ткани, которая и осуществляет моторную функцию. Сердце располагается в грудной клетке за грудиной, больше слева, а продольная ось его направлена кпереди, влево и вниз.

Спереди сердце граничит с легкими, почти полностью прикрываясь ими, оставляя лишь незначительную часть, непосредственно прилегающую к грудной клетке изнутри.

Границы этой части по другому называются абсолютной сердечной тупостью, а определить их можно с помощью простукивания грудной стенки (перкуссии).

У людей с нормальной конституцией сердце имеет полугоризонтальное положение в грудной полости, у лиц с астенической конституцией (худощавых и высоких) — почти вертикальное, а у гиперстеников (плотных, коренастых, с большой мышечной массой) — почти горизонтальное.

положение сердца

Задняя стенка сердца прилегает к пищеводу и к крупным магистральным сосудам (к грудному отделу аорты, к нижней полой вене). Нижняя часть сердца расположена на диафрагме.

внешнее строение сердца

Возрастные особенности

Сердце человека начинает формироваться на третьей неделе внутриутробного периода и продолжается весь период вынашивания беременности, проходя стадии от однокамерной полости к четырехкамерному сердцу.

развитие сердца во внутриутробном периоде

Формирование четырех камер (двух предсердий и двух желудочков) происходит уже в первые два месяца беременности. Мельчайшие структуры полностью формируются к родам. Именно в первые два месяца сердце эмбриона наиболее уязвимо для негативного влияния некоторых факторов на будущую маму.

Сердце плода участвует в кровотоке по его организму, но отличается кругами кровообращения — у плода пока не работает собственное дыхание легкими, а «дышит» он через плацентарную кровь. В сердце плода существуют некоторые отверстия, позволяющие «выключать» легочной кровоток из кровообращения до родов.

Во время родов, сопровождающихся первым криком новорожденного, и, следовательно, в момент повышения внутригрудного давления и давления в сердце ребенка, эти отверстия закрываются. Но это происходит далеко не всегда, и у ребенка они могут остаться, например, открытое овальное окно (не следует путать с таким пороком, как дефект межпредсердной перегородки).

Открытое окно пороком сердца не является, и впоследствии, по мере роста ребенка, зарастает.

гемодинамика в сердце до и после рождения

Сердце новорожденного ребенка имеет округлую форму, а размеры его составляют 3-4 см в длину и 3-3.5 см в ширину. В первый год жизни ребенка сердце значительно увеличивается в размерах, причем больше в длину, чем в ширину. Масса сердца новорожденного ребенка составляет около 25-30 грамм.

По мере роста и развития малыша сердце также растет, иногда значительно опережая развитие самого организма согласно возрасту. К 15 годам масса сердца возрастает почти в десять раз, а объем его увеличивается более, чем в пять раз. Наиболее интенсивно сердце растет до пяти лет, а затем в период полового созревания.

У взрослого человека размеры сердца составляют около 11-14 см в длину, и 8-10 см в ширину. Многие справедливо полагают, что размеры сердца каждого человека соответствуют размеру его сжатого кулака. Масса сердца у женщин составляет около 200 грамм, а у мужчин — около 300-350 грамм.

После 25 лет начинаются изменения в соединительной ткани сердца, которая образует сердечные клапаны. Эластичность их уже не такая, как в детстве и юношестве, а края могут стать неровными.

По мере взросления, а затем и старения человека изменения происходят во всех структурах сердца, а также в сосудах, его питающих (в коронарных артериях).

Эти изменения могут приводить к развитию многочисленных кардиологических заболеваний.

Анатомические и функциональные особенности сердца

Анатомически сердце представляет собой орган, разделенный с помощью перегородок и клапанов на четыре камеры. «Верхние» две называются предсердиями (atrium), а «нижние» две — желудочками (ventriculum).

Между правым и левым предсердиями располагается межпредсердная перегородка, а между желудочками — межжелудочковая. В норме эти перегородки не имеют в себе отверстия.

Если же отверстия имеются, это приводит к смешиванию артериальной и венозной крови, и, соответственно, к гипоксии многих органов и тканей. Такие отверстия называются дефектами перегородок и относятся к порокам сердца.

базовое строение камер сердца

Границами между верхними и нижними камерами являются атрио-вентрикулярные отверстия — левое, прикрытое створками митрального клапана, и правое, прикрытое створками трикуспидального клапана. Целостность перегородок и правильная работа клапанных створок предотвращают смешивание кровяных потоков в сердце, и способствуют четкому однонаправленному движению крови.

Предсердия и желудочки отличаются — предсердия имеют меньшие размеры, нежели желудочки, и меньшую толщину стенок. Так, стенка предсердий составляет порядка всего трех миллиметров, стенка правого желудочка — около 0.5 см, а левого — около 1.5 см.

У предсердий имеются небольшие выступы – ушки. Они обладают незначительной присасывающей функцией для лучшего нагнетания крови в полость предсердий. В правое предсердие возле его ушка впадает устье полой вены, а в левое – легочные вены в количестве четырех (реже пяти). От желудочков отходят легочная артерия (называемая чаще легочным стволом) справа и луковица аорты слева.

строение сердца и входящих в него сосудов

Изнутри верхние и нижние камеры сердца тоже отличаются и имеют свои особенности. Поверхность предсердий является более гладкой, чем желудочков. От клапанного кольца между предсердием и желудочком берут начало тонкие соединительнотканные клапаны — двустворчатый (митральный) слева и трехстворчатый (трикуспидальный) справа. Другим краем створки обращены внутрь желудочков.

Но для того, чтобы они не свисали свободно, их как бы поддерживают тонкие сухожильные нити, называемые хордами. Они словно пружинки, растягиваются при смыкании створок клапанов и сжимаются при раскрытии створок. Хорды берут начало от сосочковых мышц из стенки желудочков — в составе трех в правом и двух в левом желудочке.

Именно поэтому желудочковая полость имеет неровную и бугристую внутреннюю поверхность.

Функции предсердий и желудочков также различаются. В связи с тем, что предсердиям кровь необходимо проталкивать в желудочки, а не в более крупные и длинные сосуды, преодолевать сопротивление мышечной ткани им приходится меньшее, поэтому предсердия меньше по размеру и стенки их тоньше, нежели у желудочков.

Желудочки проталкивают кровь в аорту (слева) и в легочную артерию (справа). Условно сердце разделяется на правую и левую половину. Правая половина служит для потока исключительно венозной крови, а левая – для артериальной. Схематично «правое сердце» обозначается синим цветом, а «левое сердце» — красным.

В норме эти потоки никогда не смешиваются.

гемодинамика в сердце

Один сердечный цикл длится около 1 секунды и осуществляется следующим образом. В момент наполнения кровью предсердий стенки их расслабляются – происходит диастола предсердий. Открыты клапаны полых вен и легочных вен. Трикуспидальный и митральный клапаны закрыты.

Затем предсердные стенки напрягаются и выталкивают кровь в желудочки, трикуспидальный и митральный клапаны открыты. В этот момент происходит систола (сокращение) предсердий и диастола (расслабление) желудочков. После принятия крови желудочками трикуспидальный и митральный клапаны закрываются, а клапаны аорты и легочной артерии открываются.

Далее сокращаются уже желудочки (систола желудочков), а предсердия вновь наполняются кровью. Наступает общая диастола сердца.

сердечный цикл

Основная функция сердца сводится к насосной, то есть к проталкиванию определенного кровяного объема в аорту с такими давлением и скоростью, чтобы кровь была доставлена к самым отдаленным органам и к мельчайшим клеточкам организма. Причем в аорту проталкивается артериальная кровь с высоким содержанием кислорода и питательных веществ, поступающая в левую половину сердца из сосудов легких (притекает к сердцу по легочным венам).

Венозная кровь, с низким содержанием кислорода и других веществ, собирается от всех клеток и органов с систему полых вен, и притекает в правую половину сердца из верхней и нижней полых вен.

Далее венозная кровь выталкивается из правого желудочка в легочную артерию, а затем в легочные сосуды с целью осуществления газообмена в альвеолах легких и с целью обогащения кислородом. В легких артериальная кровь собирается в легочные венулы и вены, и вновь притекает в левую половину сердца (в левое предсердие).

И так регулярно сердце осуществляет перекачивание крови по организму с частотой 60-80 ударов в минуту. Данные процессы обозначаются понятием «кругов кровообращения». Их два – малый и большой:

  • Малый круг включает в себя поток венозной крови из правого предсердия через трикуспидальный клапан в правый желудочек – затем в легочную артерию — далее в артерии легких – обогащение крови кислородом в легочных альвеолах – поток артериальной крови в мельчайшие вены легких – в легочные вены – в левое предсердие.
  • Большой круг включает поток артериальной крови из левого предсердия посредством митрального клапана в левый желудочек – через аорту в артериальное русло всех органов – после газообмена в тканях и органах кровь становится венозной (с большим содержанием углекислого газа вместо кислорода) – далее в венозное русло органов – в систему полых вен — в правое предсердие.

круги кровообращения

Морфологические особенности сердца

Если рассмотреть срезы сердца под микроскопом, то можно увидеть особенный тип мускулатуры, который больше не встречается ни в одном органе.

Это разновидность поперечно-полосатой мускулатуры, но имеющей существенные гистологические отличия от обычных скелетных мышц и от мышц, выстилающих внутренние органы.

Основная функция сердечной мышцы, или миокарда, заключается в обеспечении важнейшей способности сердца, составляющей основу жизнедеятельности всего организма в целом. Это способность к сокращению, или сократимость.

Для того, чтобы волокна сердечной мышцы сокращались синхронно, к ним необходимо подвести электрические сигналы, которые и возбуждают волокна. В этом заключается другая способность сердца — проводимость.

Проводимость и сократимость возможны за счет того, что сердце в автономном режиме генерирует в себе электричество. Данные функции (автоматизм и возбудимость) обеспечиваются особенными волокнами, которые являются составной частью проводящей системы.

Последняя представлена электрически активными клетками синусового узла, атрио-вентрикулярного узла, пучком Гиса (с двумя ножками — правой и левой), а также волокнами Пуркинье.

В том случае, когда у пациента поражение миокарда затрагивает эти волокна, развиваются нарушения сердечного ритма, по-другому называемые аритмиями.

сердечный цикл

В норме электрический импульс зарождается в клетках синусового узла, который располагается в зоне ушка правого предсердия. За короткий промежуток времени (около половины миллисекунды) импульс распространяется по миокарду предсердий, а далее попадает в клетки атрио-вентрикулярного соединения.

Обычно сигналы передаются к АВ-узлу по трем основным трактам – пучкам Венкенбаха, Тореля и Бахмана. В клетках АВ-узла время передачи импульса удлиняется до 20-80 миллисекунд, а затем импульсы попадают посредством правой и левой ножек (а также передней и задней ветвей левой ножки) пучка Гиса к волокнам Пуркинье, и в итоге, к рабочему миокарду.

Частота передачи импульсов по всем проводящим путям равна частоте сердечных сокращений и составляет 55-80 импульсов в минуту.

Итак, миокард, или сердечная мышца является средней оболочкой в стенке сердца. Внутренняя и внешняя оболочки представляют собой соединительную ткань, и называются эндокардом и эпикардом. Последний слой входит в состав перикардиальной сумки, или сердечной «сорочки».

Между внутренним листком перикарда и эпикардом образуется полость, заполненная очень незначительным количеством жидкости, для обеспечения лучшего скольжения листков перикарда в моменты сердечных сокращений.

В норме объем жидкости составляет до 50 мл, превышение данного объема может свидетельствовать о перикардите.

строение сердечной стенки и оболочки

Кровоснабжение и иннервация сердца

Несмотря на то, что сердце является насосом по обеспечению всего организма кислородом и питательными веществами, само оно тоже нуждается в артериальной крови.

В связи с этим вся стенка сердца имеет хорошо развитую артериальную сеть, которая представлена разветвлением коронарных (венечных) артерий. Устья правой и левой венечных артерий отходят от корня аорты и подразделяются на ветви, проникающие в толщу сердечной стенки.

Если эти важнейшие артерии забиваются тромбами и атеросклеротическими бляшками, у пациента разовьется инфаркт, и орган уже не сможет выполнять свои функции в полном объеме.

расположение коронарных артерий, кровоснабжающих сердечную мышцу (миокард)

На то, с какой частотой и силой бьется сердце, оказывают влияние нервные волокна, отходящие от важнейших нервных проводников — блуждающего нерва и симпатического ствола. Первые волокна обладают способностью замедлять частоту ритма, последние – увеличивать частоту и силу сердцебиения, то есть действуют подобно адреналину.

иннервация сердца

***

В заключение необходимо отметить, что анатомия сердца может иметь какие-либо отклонения у отдельных пациентов, поэтому определить норму или патологию у человека способен только врач после проведения обследования, способного наиболее информативно визуализировать сердечно-сосудистую систему.

: лекция по анатомии сердца

Вывести все публикации с меткой:

Источник: http://sosudinfo.ru/serdce/anatomiya-stroenie/

Мобильные 3D-модели сердца

Макет сердца человека

«Heart 3D Anatomy Lite» позволяет вращать реалистичную 3D-модель сердца на экране вашего девайса и получать информацию о его структурах.

Пользователь может выбрать разные виды модели. Кроме того, названия конкретных анатомических областей могут быть показаны при нажатии на соответствующие маркеры (доступно только в полной версии).

Это приложения может быть большим подспорьем для студентов-медиков или любого, кто хочет изучать строение сердца человека, используя современные технологии.

Язык интерфейса  — английский. Загрузка — бесплатная, но в программе присутствует платный контент.

Android  iOS

CardioSmart Heart Explorer — иллюстрированное описание строения сердца

Мобильный софт, иллюстрирующий строение сердца и патологические изменения возникающие при кардиологических заболеваниях.

Особенности программы:

  • С «CardioSmart Heart Explorer» Вы можете объяснить суть болезни Вашему пациенту, благодаря высококачественной графике и анимационным роликам, оптимизированным для планшетов и телефонов.
  • Возможность исследовать структуру бьющегося сердца в 3-D-анимации, перемещаясь в разных направлениях по 9 слоям виртуальной модели.
  • Обширная медиа-галерея с различными видео-роликами, объясняющими патологические процессы в кардиологии.
  • Приложение будет полезно как для взаимодействия врача с пациентом, так и для студента медицинского ВУЗа, желающего изучить строение сердца человека и его определенные заболевания, с помощью новых технологий.

Язык контента — английский. Скачивание — бесплатное.

Android  iOS

BodyXQ. Heart — 3D-модель сердца человека

«BodyXQ. Heart» — интерактивная, образовательная программа, которая позволяет путешествовать внутри 3D-модели сердца человека, изучая его строение и патологию.

С «BodyXQ. Heart» пользователь может:

  • Изучать орган на структурном, тканевом и клеточном уровнях.
  • Взаимодействовать с подробной 3d-моделью во всех плоскостях (вращение, приближение, удаление).
  • Узнавать названия структурных единиц, благодаря подписям и подробному описанию в отдельном разделе.
  • Понять как воздействуют на орган различные микроэлементы и витамины.
  • Визуально охватить патологический субстрат при заболеваниях сердца, подробно изучив его причины и последствия.

Скачивание — бесплатное.

Android iOS

Сердце человека — 3D модель

В этом образовательном приложении пользователь может познакомиться с анимированной 3D моделью сердца человека.

Вы сможете покрутить его в ладони, разрезать его и увидеть, как циркулирует кровь, узнать о том, где располагаются вены и артерии, желудочки и другие части, составляющие этот сложнейший биологический механизм. 

Для просмотра сердца в дополненной реальности, скачайте и распечатайте метку вот на этой страничке (или можно просто навести камеру мобильного устройства на экран с изображением метки).

Скачивание — бесплатное. Язык интерфейса — русский.

Android

VR Human Heart — модель человеческого сердца

Программа позволяет взаимодействовать с моделью человеческого сердца, для изучения его частей при использовании очков виртуальной реальности.

Возможности приложения:

  • Пользователи могут масштабировать и вращать 3D-модели.
  • Студенты и преподаватели могут разберать каждую из частей отдельно, делая прозрачной другие.
  • Учителя могут давать ярлыки для объектов в непосредственно в приложении.
  • Функция «поделится» или «загрузить» изображение, для продемонстрации его своим друзьям.
  • Функция викторины позволяет преподавателю провести опрос.

Язык интерфейса — английский. Скачивание — бесплатное, но в приложении есть платный контент.

iOS

Virtual Heart — виртуальное сердце

«Virtual Heart» — позволяет исследовать строение человеческого сердца в реальном времени, используя те же самые реалистичные визуальные элементы, что и знаменитое — Гигантское Сердце, в Музее науки и промышленности, Чикаго.

Визуальное, образовательное путешествие доступное на IOS-устройствах с сенсорным экраном.

Выберите наружный или любой из трёх внутренних видов, показывающих клапаны сердца, кровоток или электрическую систему, работающие внутри бьющегося сердца. Элементы управления позволяют настроить частоту сердечных сокращений от 30 до 180 ударов в минуту или включить ключевые метки, идентифицирующие разные области структур сердечной мышцы.

Узнайте больше о анатомии сердца и системе кровообращения с дополнительной информацией, представленной на дисплее.

«Virtual Heart» — это не статическая картина, а реалистичная, анимированная 3D-модель, которую  Вы можете исследовать на нескольких уровнях, скачав программу на свой телефон бесплатно. Язык контента — английский.

iOS

Explore heart in 3D — структура сердца человека

«Explore heart in 3D» является учебным пособием, которое познакомит Вас с новым методом обучения.

Вы можете узнать структуру и функции человеческого сердца вместе с различными факторами, влияющими на него, благодаря 3D моделям.

Программа позволяет вращать объект, увеличивать или уменьшать масштаб для лучшего изучения его структур. К каждому элементу прилагаются описания как в текстовом, так и аудио-формате на английском языке. Загрузка — бесплатная.

Android  iOS

Heartpedia — 3D-модели врожденных пороков сердца

В этой мобильной программе представлены удобные 3Д-модели человеческого сердца с различными видами врожденных пороков развития.

Благодаря удобному интерфейсу и хорошо проработанными графическими пособиями, любой желающий может подробно изучить эту патологию у детей.

  • Тетрада Фалло
  • Коарктация аорты
  • Синдром гипоплазии левых отделов сердца
  • Транспозиция магистральных артерий
  • Дефект межжелудочковой перегородки
  • Открытый артериальный (Боталлов) проток
  • Атриовентрикулярный дефект перегородки

Возможности:

  • Переключение между нормальным и патологическим строением.
  • Вращение и масштабирование объекта.
  • Анимационные видео и аудио описания каждого дефекта.
  • Детальное описание  каждого дефекта.

Язык контента — английский. Скачивание — бесплатное.

Android  iOS

Heart Pro III — iPhone (айфон)

3D4Medical в сотрудничестве со школой медицины Стэнфордского университета представляет «Heart Pro III» — мобильную программу подробно объясняющую строение сердца.

Основным назначением этого приложения является обучение, но также оно может использоваться как быстрый и инновационный инструмент для справки. В нём используется функция индекса, которая позволяет пользователю выбирать элемент и программа автоматически увеличит масштаб и идентифицирует отмеченный объект.

Кроме того, это приложение идеально подходит для врачей, позволяя им показывать области сердца своим пациентам или студентам — помогая обучать или объяснять строение, функцию или патологию органа.

Функции и возможности:

  • Графические подсказки: экранные маркеры, которые можно включить или выключить.
  • Удобный и продуманный интерфейс.
  • Опция — «слои»: возможность сделать один слой полупрозрачным для сравнения с другими слоями (вены, артерии или ткани).
  • Публикация или просмотр общедоступных заметок.
  • 64 звуковых произношения для каждой метки на английском языке.
  • Более 60 анимационных роликов.
  • 2 типа викторины.

Язык интерфейса — английский. В приложении есть платный и бесплатный контент.

iOS $4.99

Complete Heart — виртуальное исследование сердца

Революционная графическая технология от 3D4Medical впервые воплощает в жизнь потрясающее 3D-исследование!

Послойно рассекайте сердце прямо при его сокращении и пополняйте свой багаж знаний о функционировании сердечно-сосудистой системы человека.

Текстуры с высоким разрешением реализованные в программе позволяют невероятно детализировать виртуальную модель. Графика и звук биения сердца в реальном времени объединяются для действительно захватывающего обучения. А мощное масштабирование да’т возможность детально погрузиться в анатомию кровеносных сосудов главного насоса нашего тела.

Передовая технология 3D4Medical и запатентованные новейшие инструменты позволяют беспрепятственно, послойно прорезать объект при его перемещении, информируя пользователя о функции внутренних структур. Отличная прорисовка разрешает взглянуть на близлежащие органы и ткани (ребра, легкие и диафрагму).

В приложение включены образовательные клинические инструменты, включая интерактивную ЭКГ, которую можно контролировать, чтобы увидеть различные этапы сокращения, представленные на модели. Кроме того, путем изменения настроек модели в режиме реального времени, частота сердечных сокращений может имитировать реальные сценарии, включая аритмии (тахикардия и брадикардия).

Ознакомьтесь с нашей обширной видео-библиотекой из более чем 60 подробных анимаций в невероятном диапазоне патологических состояний, от аритмий и клапанных пороков до заболеваний коронарных сосудов.

Также в приложение включено учебное содержание в виде интерактивных экранов, которые охватывают различные темы от основ анатомии и физиологии, до подробной информации о клинических и хирургических процедура.

Как и в других приложениях серии Complete Anatomy, платформа предлагает инновационные способы преобразования традиционного 2D учебного материала в 3D с такими функциями, как создание анатомических «Экранов», функции 3D-записи (со звуком) и викторин по анатомии сердца.

Язык интерфейса — английский. Скачивание — бесплатное, но в приложении присутствуют покупки.

iOS

Heart Anatomy Pro — 3D-строение сердца

«Heart Anatomy Pro» — анатомическая программа для смартфонов на базе андроид, раскрывающая строение человеческого средца.

Приложение предоставляет пользователям глубокий взгляд на виртуальную модель органа, части которого можно выбрать, скрыть или показать, а также просматривать их работу в анимационном режиме.

Возможности и функции:

  • Дружественный интерфейс.
  • Простая навигация — вращение на 360 °, масштабирование и панорамирование.
  • Выбор режима просмора(включая Рентген-режим).
  • Возможность скрыть или показать отдельные части 3D-модели.
  • Анимационный режим.
  • Удобный поиск терминов.
  • произношение всех терминов по анатомии, на английском языке.
  • Информационная панель.

Этот софт может быть большим подспорьем для студентов-медиков или тех, кто должен изучить анатомическое строение сердца.

Скачивание — бесплатное, но в приложении присутствует платный контент.

Android

Система кровообращения в 3D — с названиями

В данной программе дано описание каждой вены, артерии и сердца человека.

Приложение предназначено как дополнение к изучению анатомии в медицине и биологии.

Подробная анатомическая информация в ваших руках. Подходит как пособие в начальных, средних и высших учебных учреждениях.

Особенности:

  • Увеличение моделей
  • Поворот объектов в 3DВозможность скрыть или показать информацию
  • Реалистичная анимация человеческого сердца

Возможность скачать — бесплатная. Язык приложения — русский.

Android

Источник: https://medical-club.net/mobilnyye-3d-modeli-serdtsa/

Живое сердце напечатают на принтере целиком | Милосердие.ru

Макет сердца человека

Фото с сайта muyinteresante.es

Сердце — удивительно сильный и в то же время очень уязвимый орган. Сердечнососудистые заболевания остаются причиной смерти №1 в мире, по данным ВОЗ, на них приходится 3 из 10 смертей.

В некоторых странах, благодаря медицинскому просвещению, пропаганде здорового образа жизни, отказа от курения и превентивным лекарственным терапиям, распространенность болезней сердца и сосудов снижается, как это произошло в США.

Лечение, однако, никогда не перестанет быть актуальным, и конечно, больше всего человечество заинтересовано в тех терапиях, которые позволят восстановить утративший жизнеспособность орган либо заменить его на новый, не опасаясь реакции отторжения.

В одной статье невозможно охватить все достижения медицинской науки в области кардиологии и кардиохирургии, мы остановимся на некоторых из тех, что уже сегодня приоткрывают дверь в будущее.

Копия сердца на 3D принтере стала тренажером для хирургов

Фото с сайта 3dprint.com

Операция, которую провели китайские врачи на сердце 9-месячного ребенка весной нынешнего года, не может не восхищать.

Маленький мальчик родился с тяжелейшим пороком сердца под названием тотальный аномальный дренаж легочных вен. При этом пороке артериальная кровь, минуя сердце, попадает в большие вены и в правое предсердие.

В дополнение к этому у малыша был атриовентрикулярный дефект предсердной перегородки, при котором кровь свободно перетекает между предсердиями.

Пройдя через перегородку, артериальная кровь оказывалась там, где ей полагалось быть изначально – в левом предсердии, и дальше совершала обычный путь по большому кругу кровообращения.

Трудно представить себе, что такое возможно, но дети с этим пороком рождаются доношенными, а сердце некоторое время справляется с ситуацией.

Малыш из Цзилиня сразу после рождения казался вполне здоровым, однако через некоторое время у него развилась сильная одышка, и в возрасте 9 месяцев он поступил в Педиатрический кардиоцентр Народной больницы Цзилиня в критическом состоянии из-за острой сердечной недостаточности и тяжелой пневмонии. При отсрочке лечения вероятность не дожить до своего первого дня рождения составляла для мальчика, по оценке директора Центра Чжан Ксуекина, 80%.

Но как спланировать операцию при таком сложном дефекте, основываясь лишь на снимках УЗИ? Как избежать осложнений в процессе хирургического вмешательства? Ведь такой порок чрезвычайно редок и исправить его очень сложно.

Специалисты Центра нашли выход. С помощью 3D принтера им удалось напечатать точную копию маленького сердца и на ней тщательно отработать последовательность действий при хирургическом вмешательстве.

«После тренировки на модели мы знали точно, где нужно сделать надрез и какого размера он должен быть.

Имея тщательно разработанный план, мы потратили всего половину того времени, которое было запланировано на операцию», — говорит Чжан Ксуекин.

Малыш чувствует себя хорошо, и врачи считают, что в дальнейшем он будет почти или даже полностью здоровым.

Первое в мире бионическое сердце, работающее без пульса

Человеку его пока что не пересадили, но планируют сделать это в скором времени. А вот овечка с непульсирующим бионическим сердцем, полученным ею в январе 2016 года, не только жива, но вполне здорова и активна.

Что заставило австралийских ученых из Технологического университета Квинсленда заняться поиском нового конструктивного решения?

Дело в том, что существующие модели искусственного сердца довольно крупные и недолговечные. Одна из конструктивных особенностей — наличие мешочка, похожего на воздушный шарик, который со временем рвется, ведь искусственное сердце совершает миллиарды ударов в год.

Новое бионическое сердце BiVACOR для продвижения крови по кровеносной системе использует вращение двух титановых дисков под действием магнитной левитации со скоростью 2000 оборотов в минуту. Срок службы искусственного сердца увеличился примерно на 10 лет, так как в нем нет трущихся деталей и полностью исчез пульс.

Для испытаний на человеке ученым требуется финансирование на дальнейшие исследования. При удачном стечении обстоятельств уйдет год для подтверждения безопасности и работоспособности устройства и от 3 до 5 лет на то, чтобы полностью адаптировать модель для человека.

Стволовые клетки: починить и даже вырастить сердце

Место действия — снова Австралия, Брисбен. Буквально на днях в исследовательской лаборатории больницы принца Чарльза ученые продемонстрировали журналистам живую пульсирующую ткань сердца, выращенную из стволовых клеток.

Они полагают, что в будущем созданные таким образом клетки сердца будут использоваться для восстановления поврежденной при инфаркте или в результате другого заболевания ткани сердечной мышцы.

Будучи доставленными в определенный отдел сердца, клетки начнут расти и «чинить» поврежденный участок.

Можно ли вырастить человеческое сердце из дифференцировавшихся стволовых клеток?

«В теории — да!», — говорит доктор Натан Палпант, ведущий исследования в Институте молекулярной биологии Квинсленда, работающий в составе интернациональной команды над следующим поколением сердечных трансплантатов.

Сложность заключается в том, что вырастить требуется не просто ткани разных типов сердечных клеток. У сердца есть архитектура, ткани должны заполнить определенный каркас, чтобы сконструировать рабочий орган.

На сегодняшний день американским ученым из Гарварда и Массачусетса удалось вырастить человеческое сердце, используя в качестве каркаса донорское сердце, клетки которого заместили выращенными из стволовых, которые, в свою очередь, были получены из клеток кожи пациента. Когда через сердце пропустили электрический ток, оно забилось.

Принципиально важно то, что донорское сердце для традиционной пересадки очень сложно подобрать так, чтобы оно не вызвало реакцию отторжения. Клетки же, выращенные из собственных клеток реципиента, такой реакции вызвать не могут.

В настоящее время ученые работают над тем, чтобы создать оптимальные условия для выращенного сердца, максимально приближенные к естественной среде человеческого тела и ускорить время созревания органа.

Биопечать одного клапана…

Принципиальная задача, однако, научиться создавать трансплантаты, не прибегая к использованию донорских органов. Исследователи Денверского университета (Колорадо, США) надеются, что они смогут решить эту проблему. Для биопечати они используют сравнительно недорогой 3D принтер BioBot 1. Первым этапом их работы стала печать клапанов сердца.

В настоящее время кардиохирурги вполне успешно используют клапаны из искусственных материалов, но здесь есть одна сложность: для растущего детского сердца такой клапан может быть лишь временным, а вот живой клапан будет расти вместе с сердцем и не потребует очередного хирургического вмешательства.

«Чтобы внедрить аортальный клапан, пациентам обычно делают множество операций. Метод инвазивный, а потому это не лучший подход к решению проблемы. Создавая клапаны биоинженерным способом, мы можем вживить в сердце клапан, который будет расти вместе с ребенком» — говорит доктор Али Азадани, директор Лаборатории сердечной биомеханики Денверского университета.

Исследователи уже начали печатать сердечные клапаны, сформированные на основе магнитно-резонансных и компьютерно-томографических сканов сердца пациента.

Сердечный 3D-клапан был напечатан за 22 минуты, но команда пока работает над тем, чтобы он был полностью совместим с живыми тканями.

Чтобы соединить клетки тела человека с напечатанным сердечным клапаном, ученым требуется биореактор (камера, в которой создана среда для «дозревания» органов).

Команда исследователей Денверского университета в начале пути, однако они полагают, что разрабатываемая ими биотехнология со временем станет реальной терапией.

…или биопечать всего сердца: фантастика или реальность?

Фото с сайта 3dops.co

Если послушать Стюарта Вилльямса, директора Института кардиоваскулярных инноваций (Луисвилль, США), то задача неосуществимой не кажется: «Осмелюсь заметить, один из простейших объектов биопечати – сердце.

Это всего лишь насос с трубочками, которые необходимо соединить между собой, – говорит он.

– Нужно взять всего два комочка жира, каждый размером с шарик для гольфа – и у вас будет достаточно клеток для того, чтобы воссоздать практически все самые важные кровеносные сосуды сердца».

Некоторые эксперты, впрочем, считают, что, несмотря на всю заманчивость, теория так и останется теорией, ведь важно не просто воспроизвести орган с помощью 3D печати, нужно, чтобы он «созрел» в биореакторе, а затем начал жить и функционировать в человеческом организме, а это задача не из легких. Однако перспектива заменить пришедшее в негодность сердце пациента на здоровое, напечатанное из его собственных клеток, которые сменили свой профиль, столь заманчива, что исследователи разных стран мира упорно работают над ней.

Впрочем, целью исследователей является не только сердце, но и печень, почки, и другие органы.

Один из пионеров биопечати — профессор Энтони Атала, директор Института регенеративной медицины Вейк Форест (Новая Каролина). Выше мы говорили о пульсирующей сердечной ткани, впервые выращенной на основе стволовых клеток, а научная группа Аталы весной 2015 года впервые напечатала миниатюрные участки сердечной ткани, способные сокращаться.

Сердечные клетки были получены из индуцированных плюрипотентных стволовых клеток, которые, в свою очередь, стали результатом генной модификации клеток человеческой кожи.

Миниатюрный орган, напечатанный на специализированном биопринтере, поместили в среду с температурой, соответствующей температуре человеческого тела.

При помощи электрической и химической стимуляции исследователи смогли менять режим сокращения ткани.

Конечно, для создания сердца сокращающейся ткани недостаточно. Нужны еще 4 части: клапаны, коронарные сосуды, сосуды микроциркуляции крови и электросистема. Команде Стюарта Вилльямса из Луисвилльского института кардиоваскулярных инноваций удалось создать небольшую часть сердца с кровеносными сосудами и вживить их «пациенту» — пока что мыши.

Очередная сенсация от команды Энтони Аталы тоже не обошлась без участия мыши: в феврале нынешнего года они напечатали орган, пересадили его животному, и он не только прижился, но и заработал! Орган, правда, попроще сердца: это ухо размером 2,5 см, но оно сформировало хрящевую ткань и кровеносные сосуды, то есть успешно интегрировалось в живой организм.

Научный прорыв стал возможным благодаря новому биопринтеру Института Вейк Форест. Это ITOP (Integrated Tissue and Organ Printing System), или Объединенная система для печати тканей и органов.

Главное его преимущество заключается в том, что он может печатать васкуляризированные, то есть обладающие сетью кровеносных сосудов, ткани.

Васкуляризированные органоиды после имплантации хорошо приживаются и полностью интегрируются в организм, как это и произошло с ухом.

Сколковская мышь

Фото с сайта fotolia.com

Особенно радует, что от американских ученых на этом поприще не отстают и наши соотечественники. В феврале нынешнего года компания-резидент «Сколково» объявила о том, что ее команда исследователей на первом разработанном в РФ биопринтере напечатала щитовидную железу и успешно вживила ее мыши.

Вице-президент фонда «Сколково», исполнительный директор кластера биомедицинских технологий Кирилл Каем считает это важным достижением, потому что щитовидка — не такой уж простой для печати орган.

А это значит, что ученые уже идут по тому пути, который может привести к биопечати сердца.

Кирилл Каем оценивает время, необходимое на освоение печати органов в 15 лет. «Условно говоря, с технологической точки зрения, я надеюсь, что мы сможем печатать органы человека и получать их в нужном качестве в течение семи-восьми лет. А оставшееся время уйдет на внедрение в клиническую  практику хотя бы на уровне клинических испытаний».

Прогноз нашего соотечественника примерно совпадает с перспективным планом Стюарта Вилльямся, рассчитанным на 10 лет. Вилльямс говорит, что некоторые из коллег-медиков смеются над его амбициозным намерением сравнительно через небольшой срок напечатать человеческое сердце.

«Я рад, что они смеются, — добавляет он. — Это тот самый вызов, который мне так необходим».

Источники:

3D Printed Heart Replica Helps Save the Life of a Nine-Month-Old Baby

Stem cells grow heart tissue in breakthrough research

This world-first bionic heart works without a pulse

Scientists Grow Full-Sized, Working Human Hearts From Stem Cells

Denver University Researchers Bioprint Artificial Heart Valves with BioBot 3D Printer

The World’s First 3D Printed Beating Artificial Heart Cells

Проще всего напечатать сердце: невероятные факты про биопечать

How close are we to a 3D-printed human heart?

Каем: органы человека на биопринтере сможем «печатать» через 7-8 лет

Источник: https://www.miloserdie.ru/article/zhivoe-serdtse-napechatayut-na-printere-tselikom/

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.