Миллиметр ртутного столба

Формальное определение

Миллиметр ртутного столба (обозначение: мм рт. ст., международное: mmHg) — единица давления, определяемая как давление, оказываемое на основание столбом ртути высотой ровно 1 миллиметр при температуре 0 °C под стандартным ускорением свободного падения 9,80665 м/с². Один мм рт. ст. ≈ 133,322 Па. Стандартное атмосферное давление = ровно 760 мм рт. ст.

Мм рт. ст. — манометрическая единица, определение которой основано на физических свойствах конкретного вещества (ртути). Высокая плотность ртути (13 595,1 кг/м³ при 0 °C) делает её практичной для барометров и манометров: даже умеренные давления создают измеримые высоты столба.

Связь с торром

Мм рт. ст. и торр часто используются взаимозаменяемо. Один торр = ровно 1/760 стандартной атмосферы ≈ 133,322 368 Па. Один мм рт. ст. ≈ 133,322 387 Па. Разница — ~0,000015% — пренебрежимо мала для всех медицинских и инженерных целей.

Происхождение термина

Название «миллиметр ртутного столба» буквально описательно: высота столба ртути в миллиметрах. Латинское название ртути — «hydrargyrum» (от греч. «hydrargyros» — жидкое серебро), отсюда химический символ Hg. Аббревиатура mmHg объединяет метрическую единицу длины (mm) с химическим символом ртути (Hg).

Историческое развитие

Измерения столбом ртути появились с барометром Торричелли в 1643 году. Почти 300 лет атмосферное давление сообщалось как высота ртутного столба — обычно ~760 мм на уровне моря. Медицинское использование мм рт. ст. началось в 1896 году, когда Сципион Рива-Роччи представил ртутный сфигмоманометр.

Ртутный барометр Торричелли

В 1643 году Эванджелиста Торричелли создал первый ртутный барометр: заполнил стеклянную трубку ртутью, перевернул в чашу с ртутью и наблюдал, как столб упал до ~760 мм. Это измерение дало атмосферное давление в том, что мы теперь называем мм рт. ст.

Медицинское применение

В 1896 году итальянский врач Сципион Рива-Роччи разработал ртутный сфигмоманометр. В 1905 году русский врач Николай Коротков открыл аускультативный метод измерения систолического и диастолического давления. Эта техника утвердила мм рт. ст. как универсальную единицу артериального давления.

Метеорологическое использование

Ртутные барометры оставались стандартом для метеостанций с XVII по XX век. Переход на гектопаскали (гПа) начался в 1980-х, но в России мм рт. ст. по-прежнему широко используется в быту для описания атмосферного давления.

Отказ от ртути

Токсичность ртути привела к постепенному отказу от ртутных приборов. Директива RoHS ЕС и Минаматская конвенция 2017 года ограничивают производство ртутных устройств. Большинство больниц используют анероидные или цифровые тонометры, но продолжают отображать показания в мм рт. ст.

Измерение артериального давления

Наиболее заметное применение мм рт. ст. — измерение артериального давления. Нормальное давление — ниже 120/80 мм рт. ст. (систолическое/диастолическое). Гипертония 1 степени: 130-139/80-89. Гипертония 2 степени: 140+/90+. Гипертонический криз: выше 180/120. Эти пороги определены медицинскими организациями по всему миру.

Офтальмология

Внутриглазное давление (ВГД) измеряется в мм рт. ст. тонометрией. Норма: 10-21 мм рт. ст. Повышенное ВГД — главный фактор риска глаукомы. Целевое давление — обычно ниже 15-18 мм рт. ст.

Респираторная медицина

Парциальные давления газов крови — в мм рт. ст. Нормальное PaO₂ (кислород): 80-100 мм рт. ст. PaCO₂ (углекислый газ): 35-45 мм рт. ст. Эти значения критичны для диагностики дыхательной недостаточности.

Лаборатория и вакуум

Лабораторные вакуумные системы иногда используют мм рт. ст. Ротационные испарители, вакуумные печи и системы фильтрации могут иметь шкалы в мм рт. ст.

На приёме у врача

Каждый визит к врачу начинается с измерения артериального давления в мм рт. ст. Манжета надевается на плечо, накачивается, затем давление медленно снижается. Результат — например, 120/80 мм рт. ст. — показывает систолическое (при сокращении сердца) и диастолическое (при расслаблении) давление.

Осмотр глаз

Во время осмотра офтальмолог может измерить внутриглазное давление тонометром. «Тест воздушной струёй» или тонометрия Гольдмана даёт результат в мм рт. ст. Показания выше 21 мм рт. ст. требуют дополнительного обследования на глаукому.

Прогнозы погоды

В России атмосферное давление в прогнозах погоды традиционно сообщается в мм рт. ст. Стандартное давление — 760 мм рт. ст. Повышенное — к ясной погоде, пониженное — к осадкам.

Влияние высоты

Парциальное давление кислорода объясняет горную болезнь. На уровне моря: ~159 мм рт. ст. (21% от 760). На 3 000 м: ~110 мм рт. ст. На 5 500 м (базовый лагерь Эвереста): ~80 мм рт. ст. На вершине Эвереста (8 849 м): ~53 мм рт. ст.

Физиология и медицина

В физиологии мм рт. ст. используется практически для всех измерений давления в организме. Центральное венозное: 2-6 мм рт. ст. Лёгочная артерия: 15-30 мм рт. ст. (систолическое). Внутричерепное: 7-15 мм рт. ст. Ликворное: 5-15 мм рт. ст. Портальная вена: 5-10 мм рт. ст.

Анализ газов крови

Артериальный газовый анализ (АГА) показывает парциальные давления в мм рт. ст. PaO₂: 80-100 мм рт. ст. (норма). PaCO₂: 35-45 мм рт. ст. (норма). Альвеолярное давление кислорода рассчитывается по формуле: PAO₂ = FiO₂ × (PB − PH₂O) − PaCO₂/RQ, где PB — барометрическое давление в мм рт. ст., PH₂O = 47 мм рт. ст. при температуре тела.

Давление паров

Давление паров жидкостей часто табулируется в мм рт. ст. Водяной пар при 20 °C: 17,5 мм рт. ст. При 37 °C: 47 мм рт. ст. Пары ртути при 20 °C: 0,0012 мм рт. ст. Этанол при 20 °C: 44 мм рт. ст.

Осмотическое давление

Осмотическое давление плазмы крови — ~5 400 мм рт. ст. (~720 кПа). Онкотическое давление белков плазмы — ~25-28 мм рт. ст. — критическое значение для обмена жидкости через стенки капилляров (силы Старлинга).