【正文】 Velocity 二、血流量、血流阻力和血壓 ? 血流量和血流速度 3. Poiseuille’s law： K與液體的粘滯度 ?有關(guān) )PP(LrKQ 214??L8r)PP(Q 421?? ??二、血流量、血流阻力和血壓 ? 血流量和血流速度 ? 層流 (laminar flow)： 是一種規(guī)則流動(dòng) ， 有清晰的流線 ， 流層與流層之間的質(zhì)量 、 動(dòng)量和能量傳遞只在分子水平上進(jìn)行 。 Poiseuille 流動(dòng)適用的條件之一為層流狀態(tài) 。 圖 3319 層流時(shí)流動(dòng)速度剖面呈拋物線分布 ， 軸心流速最快 。 實(shí)際的空間圖形是一拋物面 ， 又稱為望遠(yuǎn)鏡流動(dòng) 。 二、血流量、血流阻力和血壓 ? 血流量和血流速度 ? 湍流 (turbulence)：是一種不規(guī)則的流動(dòng)狀態(tài) 。湍流的結(jié)構(gòu)至今還為徹底研究清楚 。 湍流中包含有大大小小的渦和二次流等 。 湍流流場(chǎng)中的每一點(diǎn)上流速的大小和方向隨時(shí)間作不規(guī)則的起伏 ， 其振幅 、 頻率及方向等都是隨機(jī)的 。 Reynolds ? 血流量和血流速度 4. 層流和湍流 雷諾數(shù) (Reynolds數(shù) )： 在管流中 ， 判斷層流與湍流的參數(shù)稱為 Reynolds數(shù) (簡(jiǎn)寫為 Re)。 Re 定義為 式中： V為流體的平均流速 (cm/s)， D為管道的直徑 (cm) ?為流體密度 (g/cm3)， ?為流體粘度 (dyn?sec/cm2) Re為無(wú)量綱數(shù) ， 沒有單位 。 在定常流動(dòng)的情況下 ，臨界 Re約為 2022。 當(dāng) Re2022， 流動(dòng)狀態(tài)是層流 。 當(dāng)Re2022時(shí) ， 管流中的流動(dòng)轉(zhuǎn)戾為湍流 。 湍流的發(fā)生 ？ （ 生理意義 ？ 臨床上 ？ ） ?? VD?ReReynolds ? 血流量和血流速度 4. 層流和湍流 雷諾數(shù) (Reynolds數(shù) )： 從最優(yōu)化的觀點(diǎn)來(lái)看 ， 有理由相信人體循環(huán)的幾何形狀應(yīng)使湍流不易發(fā)生 ， 從而在保證供血量的情況下作功最小 。 由公式可知，血流速度快、血管口徑大、血液粘度低的情況下易發(fā)生湍流。在正常情況下， 心室內(nèi)存在湍流。一般認(rèn)為心室內(nèi)湍流 有助于血液的充分混合 。因?yàn)閬?lái)自肺的不同部分的血液含氧量不同，經(jīng)過(guò)在心室內(nèi)混合后，左心室射出的血液的含氧量已很均勻。 ?? VD?ReReynolds 圖 3323 脈 動(dòng) 流 動(dòng) 時(shí) 湍 流 的 發(fā) 生 與 定 常 流 不 同 。 加 速 相 流 動(dòng) 比 較 穩(wěn) 定， 減 速 相 即 使 Re 數(shù) 降 低 到 臨 界 值 以 下 仍 然 有 湍 流 存 在 。 虛 線 是 達(dá) 到 臨 界 Re 數(shù) 時(shí) 的 流 速 。 引 自 Nerem 和 Seed, Cardiovasc Res, 6, 114 但是 ， 人體動(dòng)脈中的流動(dòng)并非定常流 。 在非定常流動(dòng)中 ，從層流到湍流的轉(zhuǎn)戾要復(fù)雜得多 。 Nerem 和 Seed 的實(shí)驗(yàn)證明 (圖 3323)， 在流動(dòng)的加速相 ，即使 Re數(shù)超過(guò) 2022， 也不發(fā)生湍流 。 湍流速度起伏的淬發(fā)約發(fā)生在 Re數(shù)為 6000左右 。 一旦湍流形成 ， 當(dāng)在流動(dòng)的減速相 ，Re數(shù)小于 2022時(shí) ， 湍流仍然存在 。 因而在人體主動(dòng)脈的實(shí)際流動(dòng)中 ， 心動(dòng)周期的收縮期不易發(fā)生湍流 ， 而舒張期較易形成湍流 。 尤其 貧血病人 由于 血液粘度較低 ， 常聽診到 舒張期的湍流引起雜音 。 二、血流量、血流阻力和血壓 ?血流量和血流速度 ?血流阻力 1. 血流阻力 血液在血管內(nèi)流動(dòng)時(shí)所遇到的阻力 。 因克服阻力壓力逐漸下降 。 小動(dòng)脈及其分支 (16%)和微動(dòng)脈 (41%)是產(chǎn)生阻力的主要部位 —外周阻力(peripheral resistance)。 Q=(P1P2)/R Poiseuille law： Q=?(P1P2)r4/8?L R= 8?L/(? r4) 二、血流量、血流阻力和血壓 ? 血流阻力 2. 血液粘滯度 (viscosity of blood) 決定血流阻力的另一因素。 影響因素： (1) 紅細(xì)胞比容 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明 ， 血漿基本上是一種 Newton 流體 ， 血漿的粘度為 cP。 而全血?jiǎng)t是非 Newton 流體 ， 其粘度隨切變率增大而減小 。 全血粘度還與紅細(xì)胞壓積 H 有關(guān) ， 壓積增大使粘度上升 。 Hematocrit 圖 334 全血 (?——?)的粘度與切變率的關(guān)系 。 去纖維蛋白血液 （ —— ） ， 和血細(xì)胞在 Ringer溶液中的懸浮液 （ —— ） 引自 Chien S, J Appl Physiol 21:8187, 1966 110100100010000 1 10 100 1000 切變率 (sec1) 粘度 (cP)} H=90%} H=45%} H=0%二、血流量、血流阻力和血壓 ? 血流阻力 2. 血液粘滯度 (viscosity of blood) 決定血流阻力的另一因素。 影響因素： (1) 紅細(xì)胞比容 (2)血流的切變率： 在高切變率時(shí) ， 全血的流變性質(zhì)可以近似為 Newton 流體 ， 粘度趨于常數(shù) 。 切變率 ? ?軸流明顯 ??? 切變率 ? ?RBC緡錢體解體 ??? 切變率 ? ?RBC變形能力 ? ??? 二、血流量、血流阻力和血壓 ? 血流阻力 2. 血液粘滯度 (viscosity of blood) 影響因素： (1) 紅細(xì)胞比容 (2) 血流的切變率 (3) 血管口徑 (FahraeusLindquist 效應(yīng) ) FahraeusLindquist effect 圖 336 FahraeusLindquist 效應(yīng) ， 顯示血液粘度隨血管直徑的減小而下降 。 230 1 2 3 管徑 (mm) 相對(duì)粘度Fahraeus effect 圖 337 Fahraeus 效應(yīng) 。 細(xì)管內(nèi)壓積小于大容器內(nèi)壓積 ，管 徑 越 小 ， 壓 積 越 低 。 引自 Barbee 和 Cokelet, Microvascular Research 3:621, 1971 0 10 20 30 40 50 60 70 容器內(nèi)壓積 HF (%) 管內(nèi)相對(duì)壓積 HR221 m m59 m m75 m m99 m m128 m m154 m m29 m mFahraeus effect 血液從大容器流入細(xì)管時(shí)壓積降低的原因大體有： ? 在管壁附近有血漿層。血液流入細(xì)管時(shí)，相當(dāng)一部分體積不含細(xì)胞，管徑越細(xì)，血漿體積越多，壓積越低。稱之為血漿撇流 (plasmaskimming)。 ? 當(dāng)紅細(xì)胞主軸與細(xì)管軸線平行時(shí)，比較容易進(jìn)入細(xì)管。反之，較難進(jìn)入 —進(jìn)口阻滯。 ? 細(xì)胞與血漿之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)也使細(xì)管內(nèi)壓積降低。 二、血流量、血流阻力和血壓 ? 血流阻力 2. 血液粘滯度 (viscosity of blood) 影響因素： (1) 紅細(xì)胞比容 (2) 血流的切變率 (3) 血管口徑 (FahraeusLindquist 效應(yīng) ) (4) 溫度： 同樣的切變率和壓積情況下，溫度升高使粘度降低。 二、血流量、血流阻力和血壓 ?血流量和血流速度 ?血流阻力 ?血壓 (blood pressure) 定義： 血壓是指血管內(nèi)的血流對(duì)于單位面積血管壁的側(cè)壓力，即壓強(qiáng) 。 數(shù)值： 以高于大氣壓的數(shù)值來(lái)表示血壓的高度 單位：帕 (Pa)=牛頓 /米 2 (常用 K Pa) 1毫米汞柱 (mmHg)= K Pa 1厘米水柱 = K Pa 二、血流量、血流阻力和血壓 ?血壓 (blood pressure) 形成機(jī)制必須具備的條件： ? 前提： 循環(huán)系統(tǒng)平均充盈壓 ? 動(dòng)力： 心室收縮 ? 阻力： 小動(dòng)脈和微動(dòng)脈的外周阻力 ? 條件： 主動(dòng)脈和大動(dòng)脈的彈性貯器特性 三、動(dòng)脈血壓和動(dòng)脈脈搏 ? 動(dòng)脈血壓 循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)足夠的血液充盈壓 +心臟射血+外周阻力 +大動(dòng)脈的彈性 血管的順應(yīng)性 (pliance)：血管內(nèi)的壓力改變一個(gè)單位時(shí)該段血管容積的變化量。 C=△ P/ △ V 主動(dòng)脈和大動(dòng)脈的順應(yīng)性較高，彈性貯器作用。 年齡 ? ?血管 C? ?彈性貯器作用 ? 三、動(dòng)脈血壓和動(dòng)脈脈搏 ? 動(dòng)脈血壓 ? 動(dòng)脈血壓的測(cè)量： ? 直接測(cè)量法： 導(dǎo)管插入 ?壓力換能器?生物電放大器 ? 間接測(cè)量法： Korotkoff聽診法 ?肱動(dòng)脈血壓 動(dòng)脈血壓的間接測(cè)量 動(dòng)脈血壓的間接測(cè)量 Blood Pressure 血管各段血壓的變化 三、動(dòng)脈血壓和動(dòng)脈脈搏 ?動(dòng)脈血壓的測(cè)量 ?正常值： 收縮壓： 100~120mmHg (~) 舒張壓： 60~80mmHg (~) 脈搏壓：收縮壓 舒張壓 30~40mmHg (~) 平均壓：舒張壓 +1/3脈壓 100() 高血壓： 收縮壓 140mmHg；舒張壓 90mmHg 低血壓： 收縮壓 90mmHg；舒張壓 60mmHg ? 生理性變動(dòng) 年齡、性別、運(yùn)動(dòng)、體重、能量代謝、情緒等因素。 三、動(dòng)脈血壓和動(dòng)脈脈搏 ?動(dòng)脈血壓的測(cè)量 ?正常值： ?生理性變動(dòng) ?動(dòng)脈血壓壓力波的反射 壓力和流速脈動(dòng)以波的形式向前傳播 。 壓力波在傳播途中受到阻礙而折返 ， 由于壓力波的傳播速度比血液的脈動(dòng)流速快的多 ， 所以反射波的影響將疊加在同一心動(dòng)周期的前進(jìn)波上 ，使波形發(fā)生畸變 。 圖 3335 從升主動(dòng)脈到隱動(dòng)脈 ， 壓力和流速脈搏波的比較 。在隱動(dòng)脈處 ， 脈壓接近于升主動(dòng)脈的兩倍 ， 然后開始下降（ 用虛線表示 ） 。 但是流速振蕩隨遠(yuǎn)離心臟而減小 。 并如虛線所示 ， 減小到微循環(huán)中的定常流動(dòng) 。 引自 McDonald “動(dòng)脈中的血液流 ” ， 科學(xué)出版社 ， 1982 三、動(dòng)脈血壓和動(dòng)脈脈搏 3. 影響動(dòng)脈血壓的因素 以其中一個(gè)因素改變，而其他因素不變情況下分析。在完整機(jī)體多種因素相互作用： ?每搏輸出量 (SV)： SV↑→收縮壓 ↑↑ 舒張壓 ↑→脈壓 ↑ (外周阻力和心率不變 ) ∴ 收縮壓主要反映 SV。 ?心率 (HR)： HR↑→收縮壓 ↑ 舒張壓 ↑↑→脈壓 ↓ (每搏輸出量和外周阻力不變 ) 三、動(dòng)脈血壓和動(dòng)脈脈搏 3. 影響動(dòng)脈血壓的因素 ?外周阻力 (R) R↑→收縮壓 ↑ 舒張壓 ↑↑→脈壓 ↓ (心輸出量不變 ) ∴ 舒張壓主要反映 R。 高血壓病人：阻力血管口徑 ↓→R↑→舒張壓 ↑ ?主動(dòng)脈和大動(dòng)脈的彈性貯器作用 (Distensibility) 彈性 ↓→收縮壓 ↑↑，舒張壓 ↓↓→脈壓 ↑↑ ?循環(huán)血量與血管系統(tǒng)容量的比例 (Matching) M→體循環(huán)平均壓 =7mmHg U (失血時(shí)循環(huán)血量 ↓/ 休克時(shí)血管容量 ↑) →回心血量 ↓→BP↓ 比較： SV?和 D? 時(shí)脈壓 ?的差別 注意： 整體時(shí)綜合結(jié)果 三、動(dòng)脈血壓和動(dòng)脈脈搏 ?動(dòng)脈脈搏 動(dòng)脈脈搏：動(dòng)脈內(nèi)的壓力和容積發(fā)生周期性變化而導(dǎo)致動(dòng)脈管壁發(fā)生周期性的波動(dòng)。 1. 波形： (1) 上升支：較