生物力学课程——第六章----血管的力学性质18(新)---副本
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生物力学课程——力学基础_18
• 均匀性假设 认为在物体内各处的力学性质完全相同。
•各向同性 认为材料在各个不同方向具有相同的力学性质。
P1 1
A P1
P2 2
形状、尺寸 相同
P2 A
当P1= P2时，若1= 2 称A点在这两个方向的力学性质相同。
•小变形 假设物体产生的变形与整个物体的原始尺寸
相比是极其微小的。
生物材料应力-应变关系
骨
从材料应力-应变关系得到 哪些参数？
六.杆件变形的基本形式
1.轴向拉伸与压缩
P
P
拉伸
P
P
压缩
2.剪切
P
P
P
P
P
P
受力特点：作用于构件两侧面上的横向外力。 大小相等，方向相反,作用线相距很近。
变形特点：构件两力之间的横截面产生相对的错动。
P P
m P
P m
P
m
m
P
•由大量分子组成 •分子不断作随机热运动
•分子间存在作用力
以上特性表现在固体、液体、 气体上有差别
• 同样体积内分子数目 ，气体＜液体＜固体
• 同样分子间作用力，气体＜液体＜固体
• 气体分子运动有较大的自由程和随机性 液体较小 固体分子只能做微小的振动和转动
这些微观差异导致宏观现象为：
• 固体有一定体积和形状 • 液体有一定体积而无一定形状 • 气体即无一定体积也无一定形状
第二节
变形体力学基础
［材料力学基础］
一、材料力学的任务
机械或建筑物的每一个组成部分称之为构件
横梁
屋架 立柱
构件必须有足够的承载能力，这个承载 能力包括三方面的要求：
1.1强.强度度要要求求：
最新生物力学课程——心脏力学18副本PPT课件
第三节 心脏搏动的力学过程
The mechanical process of cardiac impulse
心脏在血液循环中起着动力泵的作用。
• 心房或心室舒张时，肌肉松弛，心腔扩大，其内
压降低，静脉血回流入心；
• 心房或心室收缩时，心肌收缩，心腔缩小，其内 压升高，将血液泵入动脉。
整个过程中，心肌的收缩是在心电信号的刺激下产生的。
心动周期——心房或心室每收缩和舒张一次所经历的时间。
成年人的正常心率约每分钟75次，故每一心动周期约0.8秒。
心房收缩期0.1秒 心房舒张期0.7秒 心室收缩期0.3秒 心室舒张期0.5秒
心房和心室有共同的舒张 期0.4秒，由此可见每次收缩后 有充分的舒张时间使心脏得以 休息。
心脏搏动力学过程：
心房兴奋-收缩-压力 > 心室压力时，二尖瓣
如果A-V结的滞后现象延长，或者心房 的兴奋部分地或全部地被阻止传到心室， 则称为传导阻滞。病理性传导阻滞可因神 经作用、炎症或药物因素所引起。
希氏束
（房室束）
传输速度 约0.02m/s
左束支 右束支
浦肯野氏纤维， 遍布于两心室壁上。 传输速度约1-4m/s。
最后，电信号由心肌 细胞自身传输，由一个心 肌细胞到下一个心肌细胞。
房室结（A-V结）:
• A-V结是信号传输站，3×10×22mm3。
• 组成与S-A差不多，但P细胞较少。
• A-V结使来自S-A结的信号迟后一定的时间, 然后再经房室束或称希氏束传向心室。
希氏束是连接心房和心室的唯一的肌肉组织。人体的希 氏束在分叉前长约为12mm。
电信号传输到A-V结的滞后现象使得心室有充分的 时间舒张，有利于心房的血向心室充盈。这一滞后在 心电图中表现为P波与QRS综合波之间的一段时间间隔。
(优质课件)血管的力学性质
1
Mechanical property of blood vessel
2
人体的血管
3
4
5
6
血管壁是一个具有多层复 合结构的中空管道，它承受 血液压力和管外组织的束缚。
7
第一节 血管的构造、组成材料 及其力学性质
通常动脉和静脉血管壁由内、中、 外三层结构组成：
8
内层： 主要是内皮细胞和基质膜
16
二．弹性纤维、胶原纤维、平滑肌的含量百分比
在整个血管系中，不同动脉管段中所含弹性纤维、胶原纤维 和平滑肌的含量百分比是不同的。 • 胸主动脉，弹性纤维占总纤维元的60%，而胶原纤维只占40%； • 胸外血管中，这种比例将反过来，弹性纤维只占30%，而胶原
纤维则占70%。
17
动脉血管壁中弹性纤维和胶原纤维含量的百分比 18
49
三种血管管壁的厚度、管腔的大小的比较
动脉
静脉
毛细血管
50
血管名称
三种血管的比较
动脉
静脉
毛细血管
血流速度 快
慢
极慢
管壁特点 管壁厚，弹性大
管壁薄，弹性小 管壁极薄，只由一 层上皮细胞构成
管腔大小 功能
小
大
极小，管内径
仅有8~10微米
中层： 可分为若干同心的、具有
弹性的薄层,每层均由弹性 纤维、胶原纤维、平滑肌 交织组成；
外层： 松弛的结缔组织。
9
血管的力学性质主要取决于
中层的弹性纤维、胶原纤维、平滑肌三种组分
含量百分比 空间构型 各自的力学性质。
这三种组分的空间构型及力学性质有明显的差异。
10
一．弹性纤维、胶原纤维、平滑肌 的空间结构
Mechanical property of blood vessel
2
人体的血管
3
4
5
6
血管壁是一个具有多层复 合结构的中空管道，它承受 血液压力和管外组织的束缚。
7
第一节 血管的构造、组成材料 及其力学性质
通常动脉和静脉血管壁由内、中、 外三层结构组成：
8
内层： 主要是内皮细胞和基质膜
16
二．弹性纤维、胶原纤维、平滑肌的含量百分比
在整个血管系中，不同动脉管段中所含弹性纤维、胶原纤维 和平滑肌的含量百分比是不同的。 • 胸主动脉，弹性纤维占总纤维元的60%，而胶原纤维只占40%； • 胸外血管中，这种比例将反过来，弹性纤维只占30%，而胶原
纤维则占70%。
17
动脉血管壁中弹性纤维和胶原纤维含量的百分比 18
49
三种血管管壁的厚度、管腔的大小的比较
动脉
静脉
毛细血管
50
血管名称
三种血管的比较
动脉
静脉
毛细血管
血流速度 快
慢
极慢
管壁特点 管壁厚，弹性大
管壁薄，弹性小 管壁极薄，只由一 层上皮细胞构成
管腔大小 功能
小
大
极小，管内径
仅有8~10微米
中层： 可分为若干同心的、具有
弹性的薄层,每层均由弹性 纤维、胶原纤维、平滑肌 交织组成；
外层： 松弛的结缔组织。
9
血管的力学性质主要取决于
中层的弹性纤维、胶原纤维、平滑肌三种组分
含量百分比 空间构型 各自的力学性质。
这三种组分的空间构型及力学性质有明显的差异。
10
一．弹性纤维、胶原纤维、平滑肌 的空间结构
生物力学课程——第六章血管的力学性质18新
上，平滑肌的收缩和松弛，可以控制小动脉的直 径，甚至导致血管闭锁。
一般认为血管壁径向扩张增大时，刚性很快增加 的原因是与其弹性纤维和胶原纤维的性质决定的。
在应变不大时，大部分胶原是松弛和卷曲的，所 有应力只有弹性纤维承受。
应变增大时，胶原纤维被拉直，它的应力逐步增大， 由于胶原纤维比弹性纤维刚硬得多，因此，血管壁也 变得刚硬许多。这样使血管壁即具有很好的弹性,又可 防止过度的膨胀。
二.毛细血管 毛细血管很细，和血细胞直
径同数量级，其变形更是一个微 量，很难精确测定。
三种血管的关系
毛细血管的力学性质取决于 它和周围组织的关系。不同的器 官和组织内，毛细血管具有不同 的力学性质。
三. 静脉血管特点: 静脉血管管壁较薄，弹性模
量比较小，血管的内压又往往 低于外压，因此静脉血管往往 会失稳。这正是静脉血流的许 多异常现象产生的原因。
轴向张力
第二节 动脉血管的顺应性
（Arterial Compliance ）
• 无论是加载或卸载过程， 压力与体积之间的变化关系 都是非线性的。 • 可清楚看到滞后环的存在。
主动脉弓加载与卸载过程的体积--压力曲线
各动脉管段的压力与单位管长血管段体积 之间的变化关系。
对于单位长度的血管段来说，在同样压 力作用下，主动脉弓的体积最大，主动脉弓 连同胸主动脉、单独胸主动脉、颈动脉、股 动脉等的体积依次减小；
弹性的薄层,每层均由弹性 纤维、胶原纤维、平滑肌 交织组成；
外层： 松弛的结缔组织。
血管的力学性质主要取决于
中层的弹性纤维、胶原纤维、平滑肌三种组分
含量百分比 空间构型 各自的力学性质。
这三种组分的空间构型及力学性质有明显的差异。
一．弹性纤维、胶原纤维、平滑肌 的空间结构
一般认为血管壁径向扩张增大时，刚性很快增加 的原因是与其弹性纤维和胶原纤维的性质决定的。
在应变不大时，大部分胶原是松弛和卷曲的，所 有应力只有弹性纤维承受。
应变增大时，胶原纤维被拉直，它的应力逐步增大， 由于胶原纤维比弹性纤维刚硬得多，因此，血管壁也 变得刚硬许多。这样使血管壁即具有很好的弹性,又可 防止过度的膨胀。
二.毛细血管 毛细血管很细，和血细胞直
径同数量级，其变形更是一个微 量，很难精确测定。
三种血管的关系
毛细血管的力学性质取决于 它和周围组织的关系。不同的器 官和组织内，毛细血管具有不同 的力学性质。
三. 静脉血管特点: 静脉血管管壁较薄，弹性模
量比较小，血管的内压又往往 低于外压，因此静脉血管往往 会失稳。这正是静脉血流的许 多异常现象产生的原因。
轴向张力
第二节 动脉血管的顺应性
（Arterial Compliance ）
• 无论是加载或卸载过程， 压力与体积之间的变化关系 都是非线性的。 • 可清楚看到滞后环的存在。
主动脉弓加载与卸载过程的体积--压力曲线
各动脉管段的压力与单位管长血管段体积 之间的变化关系。
对于单位长度的血管段来说，在同样压 力作用下，主动脉弓的体积最大，主动脉弓 连同胸主动脉、单独胸主动脉、颈动脉、股 动脉等的体积依次减小；
弹性的薄层,每层均由弹性 纤维、胶原纤维、平滑肌 交织组成；
外层： 松弛的结缔组织。
血管的力学性质主要取决于
中层的弹性纤维、胶原纤维、平滑肌三种组分
含量百分比 空间构型 各自的力学性质。
这三种组分的空间构型及力学性质有明显的差异。
一．弹性纤维、胶原纤维、平滑肌 的空间结构
生物力学与流变学智慧树知到课后章节答案2023年下湖南大学
生物力学与流变学智慧树知到课后章节答案2023年下湖南大学湖南大学第一章测试1.人类是一种特殊的生物，比其他物种都高贵。
（）答案:错2.人类是自然界的主宰，所以可以随意灭绝物种。
（）答案:错3.生物力学与流变学是生命科学与力学进行交叉形成的前沿学科。
（）答案:对4.科学指导下的生物力学与流变学探索始于文艺复兴时期。
（）答案:对5.生物力学与流变学的课程学习不需要阅读最新的论文，只需要学习课本即可。
（）答案:错6.生物力学与流变学不包括_____。
（）答案:生物量子力学第二章测试1.参照系与坐标系可以随意选取和建立，不会改变生物力学问题解决的路径与方法。
（）答案:错2.骨的延伸率反映的是骨的塑性。
（）答案:对3.三大守恒定律的适用范围与牛顿三大定律一致。
（）答案:错4.舞蹈演员收拢身体后旋转速度快速提升的现象一般用能量守恒定律来解释。
（）答案:错5.在通常情况下，血液呈现非牛顿流体的特性。
（）答案:对6.通常用于进行骨组织力学性能评价的指标中与骨的塑性变形无关的物理量是_____。
（）答案:弹性模量第三章测试1.骨的多级结构是骨拥有优异综合力学性能的重要原因。
（）答案:对2.关节软骨是一种成分和结构均匀的组织，主要由水、胶原和蛋白多糖等组成。
（）答案:错3.骨质疏松一般分为原发性与继发性两种，只会发生在老年人群体中。
（）答案:错4.更格卢鼠的跳跃能力高主要是由于其特殊的趾长肌和腓肠肌具有优异的塑性应变能存储能力。
（）答案:错5.穿高跟鞋走路时，主要受力部位一直是脚掌和脚趾。
（）答案:错6.以下哪项关于肌腱力学性能的论述是错误的_____ （）答案:肌腱同时具有很强的拉伸和收缩功能第四章测试1.分离涡环现象是蚊子飞行产生升力的重要作用机制之一。
（）答案:错2.血管支架可以用来治疗动脉粥样硬化，但也可能导致不稳定血流的形成。
（）答案:对3.动脉粥样硬化会导致血流产生流动分离及涡旋区，改变血液流动的雷诺数。
论血管的力学性质
搏渡为行 波 ， 即无 反射 波存 在。对 人 体 内的血 管 而言 ． 显
全身循环的主动脉 、 动脉 和静脉 的应 力 一应变关 系是
非线性的。在应力低的时候 ， 血管 是非常顺 应的 随应 力 的增加 ， 顺应性减少 ， 隧应变增加 ， 应力呈 指数型增 长。 肺动脉和静 脉的应力 一应变关 系几乎是线性的 。
面所 引起 的张力． 其方 向和圆周切 向一致 。轴 向张力 指作 用于垂直血管轴线的断面单位周 长上 的张 力． 其方 向平行 于管轴。设血管 为弹性 的圆柱形 ， 且受恒定 内压力 Ｐ 的作 ．
用， 由血管受力平衡条件可得 ：
＝
减 载过程 中测得 的应力 一应变关系曲线 。 Ａ、 有滞后 回线 ， 即变彤 过程 中有机 构能损失： Ｂ、 试验过程 中， 头儿 个周期 滞 后 回线 同 ． 重复 多 但
然不能满 足上述 条件 ， 而 Ｍ—Ｋ方程 应用于 人体血管 只 故
能是很粗 略的。
肠系膜 、 脏 和大 多数组 织 中 的毛细 血管 基 本上 是 刚性 肾 的。其性能 不能脱 离周 围 的胶体 而单 独测 量。血压 在生 理学 范围内变化时 ， 直径没有 可测的 变化。其柔顺性取 决 于血 管连 接在一起的周 膈组 织的总 和 ． 周围组 织 季受 应 及
较轴 向更易 伸长 ， 而在高应力区 ， 出现相反趋势 ： Ｉ８ 血管壁的不可 压缩性 和非线性 由实验可 知 ， 橡胶在
大变形时 ， 是不可 压缩 的 ， 胶 的体积 弹性 模量约 为剪切 橡
脏每搏 出一 定量 的 血液 进 人 主动 脉 内而 形 成 的压 力渡
脉搏渡泄血管壁传 播 的速度受 到血 液 的 随性 和管 壁 弹性 的影响 ， 其大小 为：
全身循环的主动脉 、 动脉 和静脉 的应 力 一应变关 系是
非线性的。在应力低的时候 ， 血管 是非常顺 应的 随应 力 的增加 ， 顺应性减少 ， 隧应变增加 ， 应力呈 指数型增 长。 肺动脉和静 脉的应力 一应变关 系几乎是线性的 。
面所 引起 的张力． 其方 向和圆周切 向一致 。轴 向张力 指作 用于垂直血管轴线的断面单位周 长上 的张 力． 其方 向平行 于管轴。设血管 为弹性 的圆柱形 ， 且受恒定 内压力 Ｐ 的作 ．
用， 由血管受力平衡条件可得 ：
＝
减 载过程 中测得 的应力 一应变关系曲线 。 Ａ、 有滞后 回线 ， 即变彤 过程 中有机 构能损失： Ｂ、 试验过程 中， 头儿 个周期 滞 后 回线 同 ． 重复 多 但
然不能满 足上述 条件 ， 而 Ｍ—Ｋ方程 应用于 人体血管 只 故
能是很粗 略的。
肠系膜 、 脏 和大 多数组 织 中 的毛细 血管 基 本上 是 刚性 肾 的。其性能 不能脱 离周 围 的胶体 而单 独测 量。血压 在生 理学 范围内变化时 ， 直径没有 可测的 变化。其柔顺性取 决 于血 管连 接在一起的周 膈组 织的总 和 ． 周围组 织 季受 应 及
较轴 向更易 伸长 ， 而在高应力区 ， 出现相反趋势 ： Ｉ８ 血管壁的不可 压缩性 和非线性 由实验可 知 ， 橡胶在
大变形时 ， 是不可 压缩 的 ， 胶 的体积 弹性 模量约 为剪切 橡
脏每搏 出一 定量 的 血液 进 人 主动 脉 内而 形 成 的压 力渡
脉搏渡泄血管壁传 播 的速度受 到血 液 的 随性 和管 壁 弹性 的影响 ， 其大小 为：
血管的力学性质医学课件
预后评估与优化
完善血管疾病患者的预后评估体系，综合考虑患者的病情、生理状态、生活习惯等多方面因素，制定个体化的治疗方案。
血管疾病的预防与控制
新型生物材料的研发
生物活性物质的应用
组织工程血管的研究
血管生物材料的创新与发展
血管疾病治疗的个性化与精准化建议
要点三
精准评估病情
通过影像学、血液动力学等手段对血管疾病的病情进行精准评估，确定最佳的治疗方案。
生物医学工程领域的其他研究进展
MRI技术可以无创地检测血管病变，评估血管狭窄、动脉硬化等病变情况，以及评价血管的治疗效果。
MRI技术
CT技术可以三维重建血管形态和结构，对血管狭窄、斑块分布和钙化程度等进行评估。
CT技术
ห้องสมุดไป่ตู้
医学影像技术在血管研究中的应用
系统生物学的基本概念
系统生物学是研究生物学系统的科学，从整体和系统的角度研究生物学的各个层次，包括基因、蛋白质、细胞、器官和个体等。
弹性模量
血管材料具有一定的弹性模量，表示其对抗变形的能力。
材料的黏弹性
血管材料表现出一定的黏弹性，即同时具有弹性和黏性。
血管材料的生物力学性质
血管在静息状态下的力学性质，如静息血压、血管阻力等。
静态力学性质
动态力学性质
血管的自适应特性
血管在生理状态下的力学性质，如心动周期、血压波动等。
血管具有自适应特性，能够根据机体的需要调节自身的力学性质。
动脉硬化
血管狭窄
血管狭窄是指血管腔变窄或血流受阻的现象，可能是由于血管壁增厚、血栓形成、异物堵塞等多种原因引起的。
血管狭窄可导致血流减少，影响组织器官的血液供应，严重时可能导致器官损伤或坏死。
生物力学课程——骨骼力学18PPT学习教案
第35页/共97页
在研究骨的力学性能时必须考虑到 它是一 种有生 命的材 料，骨 不断地 完善并 重建新 的骨组 织，吸 收老的 骨组织 ，而工 程材料 均不具 有这个 特性。
第36页/共97页
二、骨的材料力学性能特点
第37页/共97页
1.骨与其它工程材料相比，பைடு நூலகம்最大的特点在于: 它是一个有生命的器官。
第55页/共97页
在临 床上， 了解加 载速度 是非常 重要的 。因为 它能影 响骨折 方式和 软组织 损伤数 量。
第56页/共97页
人胫骨在高速扭转第57力页/共作97用页 下发生骨折
临床上，根据骨折时能量的释放将 骨折分 为三种 类型：
低能量：运动损伤，滑雪等 高能量：车祸 超高能量：高速的枪弹伤
第23页/共97页
二. 四种骨细胞 骨祖细胞 成骨细胞 骨细胞 破骨细胞
第24页/共97页
四种细胞在不同的生物力学环境中能相互转化 ，互相配合而吸收旧骨质，产生新骨质。 骨祖细胞：骨组织的干细胞，位于骨膜内，可 分化成为成骨细胞和成软骨细胞。分化方向取 决于所处的部位和所受的刺激性质。例如，当 骨生长、改建或骨折修复时，骨祖细胞活跃， 不断分裂、分化为成骨细胞。
第30页/共97页
正常骨骼处于一个吸收与生长重建 的连续 过程， 成骨细 胞与破 骨细胞 的生理 活性保 持着动 态平衡 ，机械 力学刺 激是必 不可少 的条件 之一。
第31页/共97页
大量研究表明：机械力学刺激过低 时，如 宇航失 重和长 期卧床 、肢体 制动的 人员均 可导致 骨密度 、骨钙 含量、 骨基质 蛋白、 骨形成 速度的 降低。
第5页/共97页
第6页/共97页
这些形状不同的骨，是长期自然演变的 结果， 它符合 最优化 原则， 即用最 小的结 构材料 承受最 大的外 力，同 时还具 有良好 的功能 适应性 。
在研究骨的力学性能时必须考虑到 它是一 种有生 命的材 料，骨 不断地 完善并 重建新 的骨组 织，吸 收老的 骨组织 ，而工 程材料 均不具 有这个 特性。
第36页/共97页
二、骨的材料力学性能特点
第37页/共97页
1.骨与其它工程材料相比，பைடு நூலகம்最大的特点在于: 它是一个有生命的器官。
第55页/共97页
在临 床上， 了解加 载速度 是非常 重要的 。因为 它能影 响骨折 方式和 软组织 损伤数 量。
第56页/共97页
人胫骨在高速扭转第57力页/共作97用页 下发生骨折
临床上，根据骨折时能量的释放将 骨折分 为三种 类型：
低能量：运动损伤，滑雪等 高能量：车祸 超高能量：高速的枪弹伤
第23页/共97页
二. 四种骨细胞 骨祖细胞 成骨细胞 骨细胞 破骨细胞
第24页/共97页
四种细胞在不同的生物力学环境中能相互转化 ，互相配合而吸收旧骨质，产生新骨质。 骨祖细胞：骨组织的干细胞，位于骨膜内，可 分化成为成骨细胞和成软骨细胞。分化方向取 决于所处的部位和所受的刺激性质。例如，当 骨生长、改建或骨折修复时，骨祖细胞活跃， 不断分裂、分化为成骨细胞。
第30页/共97页
正常骨骼处于一个吸收与生长重建 的连续 过程， 成骨细 胞与破 骨细胞 的生理 活性保 持着动 态平衡 ，机械 力学刺 激是必 不可少 的条件 之一。
第31页/共97页
大量研究表明：机械力学刺激过低 时，如 宇航失 重和长 期卧床 、肢体 制动的 人员均 可导致 骨密度 、骨钙 含量、 骨基质 蛋白、 骨形成 速度的 降低。
第5页/共97页
第6页/共97页
这些形状不同的骨，是长期自然演变的 结果， 它符合 最优化 原则， 即用最 小的结 构材料 承受最 大的外 力，同 时还具 有良好 的功能 适应性 。
血管的力学性质--第二次课
塑性变形（Plastic Deformation），是物质-包括流体 及固体在一定的条件下，在外力的作用下产生形变，当施 加的外力撤除或消失后该物体不能恢复原状的一种物理现 象
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7
前十字韧带的预处理 上图所示为前十字形韧带与处理时的载荷-伸长曲线和松弛曲线。
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8
从图中可见在最初的三次连续实验中，应力-应变曲 线右移，“足趾”区增加。前三次的松弛曲线则上移。如 果实验一直进行下去，相邻曲线之间的差异将不断减小， 到消失。这就是式样的预处理。只有这样，才能得到重复 性好的数据。
平滑肌<弹性纤维<胶原纤维
精选PPT
17
血管壁内弹性纤维、胶原纤维和平滑肌构造示意图
（a）平滑肌；（b）弹性蛋白纤维；（c）胶原纤维
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18
胶原纤维
• 皱成波纹状网络
–血管一般扩张压
不伸展
–血管扩张一定程度 伸展到原有长度 产生张力
–继续扩张 产生极大张力 阻碍血管进一步扩张
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19
14
2、内皮下层：薄层结缔组织， 3、内弹性膜：由弹性蛋白组成，并有 许多小孔，是内、中膜的分界。 （二）中膜： 因血管种类不同，它的厚度和成分也不 一样。大A以弹性膜为主，中A以平滑肌 为主，与内脏平滑肌相比，细且有分支 。 1、中A的平滑肌类似于成纤维细胞，可 以产生胶原纤维、弹性纤维和基质。 2、当平滑肌向内膜迁移增生时，引起 动脉硬化。
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12
电镜结构：
胞质内有丰富的吞饮小泡。小泡由细胞游离面或基底面的细胞 膜内凹形成，有向血管内外输送物质的作用。
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13
内皮细胞表面有胞质突 起和细胞衣。
生物力学课程——第六章 血管的力学性质18(新) - 副本
二.反射波
实际的动脉树中，由于分支、动脉大小 的不均匀及血管弹性的改变等，存在着由于 血管阻抗不匹配而产生的波的反射。
反射脉搏波使传播在主动脉中压力波的振幅逐渐增大。 由于血液和血管的粘性作用，将使脉搏波在传播过
程中振幅逐渐衰减。
但是在实际动脉中，特别是在主动脉，在远离心脏 的不同位置，压力波的振幅不但不减小，反而不断增大。 这和流速脉搏波情况截然不同，这是由于存在着压力反射 波的影响，而且压力反射波使压力放大的作用大于粘性阻 尼使压力衰减的作用。
1．脉搏波的传播速度 （pluse wave velocity，PWV） 脉搏波传播速度测定是目前比较成熟经典的衡
量大动脉弹性方法。
动脉壁力学性质（弹性）
PWV
几何学特性（直径和壁厚度） 决定。 血液的密度
由于弹性管道（动脉）内血液是不可压缩的液体， 能量传递主要通过血管壁传导，因此血管功能是影响 PWV的主要因素。
会越来越差。
第三节
小动脉、毛细血管、静脉
的力学性质
The mechanic property of small artery , capillary and vein
一．小动脉 小动脉含有丰富的平滑肌，可
以主动地收缩，对周缘血流的微循 环起调节作用，因而小动脉的力学
性质具有重大的生理意义
某一压力范围内，管径不
●随着血压水平升高，管壁承受压力的部
位从具有较大弹性的弹力纤维转移到硬度较
高的胶原，管壁变硬。
PWV的数值虽然随着年龄的增加而增 大，但一些慢性病如糖尿病、高血脂、肥 胖症在发展过程中，也会导致PWV的数值 较一般健康者的数值高。
此外，测量的部位也影响PWV。距离心脏越远，PWV越快。
生物力学课程——第六章----血管的力学性质18(新)---副本
荡变化与振荡压力变化之间的比值，又称振 荡顺应性。
C1与C2分别反映大动脉与小 动脉弹性功能，C1和C2越小，表 示大动脉与小动脉弹性越差。
目前，许多研究已经证实C1和C2能 较敏感地早期发现动脉弹性功能减退， 最早受到影响的是 C2。
由于多种心血管危险因素和氧化应激反应首 先影响动脉内皮功能。小动脉的内膜层较薄，中 层平滑肌细胞最容易受到一氧化氮（ NO）缺乏 的影响，导致舒张功能受损，因此小动脉弹性减 退往往发生较早而且明显。C2测定能检测到小动 脉弹性功能，这显然十分重要而有意义。
Mechanical property of blood vessel
人体的血管
血管壁是一个具有多层复 合结构的中空管道，它承受 血液压力和管外组织的束缚。
第一节 血管的构造、组成材料 及其力学性质
通常动脉和静脉血管壁由内、中、 外三层结构组成：
内层： 主要是内皮细胞和基质膜
中层： 可分为若干同心的、具有
出血情况
喷
流
渗
第四节 脉搏波 ( Pluse Wave Velocity）
一.脉搏波 随着心脏的间歇性收缩和舒张，血液压力、
血流速度和血流量的脉动或血管壁的变形和振动 在动脉管系中的传播统称为脉搏波或脉搏波在动 脉中的传播。
压力波 速度波 压力脉搏波和速度脉搏波沿主动脉传播的情况
动脉中的脉搏波的传播介质主要是：
上，平滑肌的收缩和松弛，可以控制小动脉的直 径，甚至导致血管闭锁。
纤维和胶原纤维的性质决定的。
在应变不大时，大部分胶原是松弛和卷曲的，所 有应力只有弹性纤维承受。
应变增大时，胶原纤维被拉直，它的应力逐步增大， 由于胶原纤维比弹性纤维刚硬得多，因此，血管壁也 变得刚硬许多。这样使血管壁即具有很好的弹性,又可 防止过度的膨胀。
C1与C2分别反映大动脉与小 动脉弹性功能，C1和C2越小，表 示大动脉与小动脉弹性越差。
目前，许多研究已经证实C1和C2能 较敏感地早期发现动脉弹性功能减退， 最早受到影响的是 C2。
由于多种心血管危险因素和氧化应激反应首 先影响动脉内皮功能。小动脉的内膜层较薄，中 层平滑肌细胞最容易受到一氧化氮（ NO）缺乏 的影响，导致舒张功能受损，因此小动脉弹性减 退往往发生较早而且明显。C2测定能检测到小动 脉弹性功能，这显然十分重要而有意义。
Mechanical property of blood vessel
人体的血管
血管壁是一个具有多层复 合结构的中空管道，它承受 血液压力和管外组织的束缚。
第一节 血管的构造、组成材料 及其力学性质
通常动脉和静脉血管壁由内、中、 外三层结构组成：
内层： 主要是内皮细胞和基质膜
中层： 可分为若干同心的、具有
出血情况
喷
流
渗
第四节 脉搏波 ( Pluse Wave Velocity）
一.脉搏波 随着心脏的间歇性收缩和舒张，血液压力、
血流速度和血流量的脉动或血管壁的变形和振动 在动脉管系中的传播统称为脉搏波或脉搏波在动 脉中的传播。
压力波 速度波 压力脉搏波和速度脉搏波沿主动脉传播的情况
动脉中的脉搏波的传播介质主要是：
上，平滑肌的收缩和松弛，可以控制小动脉的直 径，甚至导致血管闭锁。
纤维和胶原纤维的性质决定的。
在应变不大时，大部分胶原是松弛和卷曲的，所 有应力只有弹性纤维承受。
应变增大时，胶原纤维被拉直，它的应力逐步增大， 由于胶原纤维比弹性纤维刚硬得多，因此，血管壁也 变得刚硬许多。这样使血管壁即具有很好的弹性,又可 防止过度的膨胀。
血管PPT学习课件
分支为小动脉前的动脉管道，功能是将血液输送 至各组织器官。
功能： 输送血液 至器官组织
6
3、毛细血管前阻力血管：小动脉和微动 脉的管径小，对血流的阻力大，称为 阻力血管，占总的外周阻力的47%。 4、毛细血管前括约肌：在真毛细血管的 起始部常有平滑肌环绕。 5、交换血管(exchange vessels) ：指真毛 细血管。 6、毛细血管后阻力血管：指微静脉，微 静脉。
17
(二)血流阻力(R)： *血流阻力与血管半径的四次方成反比。 8L R＝——— πr4 影响血流阻力的因素： ★阻力血管的口径：4次方反比
(调节血流阻力的最主要因素)；
*血液粘滞度：正比；
*血管长度：正比.
18
影响血液粘滞度的因素： 1.红细胞比容：正相关；
2.血流的切率： (全血)负相关；
（二）影响组织液的生成因素：
１．毛细血管血压 ２．血浆胶体渗透压 ３．毛细血管壁的通透性 ４．淋巴回流
48
（二）组织液生成的影响因素
1 Cap压 微A扩张、微V收缩、右心衰
Cap压
组织液生成
49
2 血浆胶渗压
蛋白尿或肝功 血浆胶渗压 组织液生成
有效滤过压=（Cap压+ 组织液胶体渗透压）（血浆胶体渗透压+组织液静水压）
血 液 循 环
(F)
1
血管生理
血管功能:
概述 动脉血压和脉搏 静脉血压和血流
组织液和淋巴液
(F)
2
一、各类血管的功能特点
3
1.弹性贮器血管：主动脉肺动脉及其发出的最大分支
4
功能：
弹性贮器作用 1、有明显的 “可扩张性 和弹性” 2、保证血液 流动的连续性， 并减少血压 的波动幅度。
功能： 输送血液 至器官组织
6
3、毛细血管前阻力血管：小动脉和微动 脉的管径小，对血流的阻力大，称为 阻力血管，占总的外周阻力的47%。 4、毛细血管前括约肌：在真毛细血管的 起始部常有平滑肌环绕。 5、交换血管(exchange vessels) ：指真毛 细血管。 6、毛细血管后阻力血管：指微静脉，微 静脉。
17
(二)血流阻力(R)： *血流阻力与血管半径的四次方成反比。 8L R＝——— πr4 影响血流阻力的因素： ★阻力血管的口径：4次方反比
(调节血流阻力的最主要因素)；
*血液粘滞度：正比；
*血管长度：正比.
18
影响血液粘滞度的因素： 1.红细胞比容：正相关；
2.血流的切率： (全血)负相关；
（二）影响组织液的生成因素：
１．毛细血管血压 ２．血浆胶体渗透压 ３．毛细血管壁的通透性 ４．淋巴回流
48
（二）组织液生成的影响因素
1 Cap压 微A扩张、微V收缩、右心衰
Cap压
组织液生成
49
2 血浆胶渗压
蛋白尿或肝功 血浆胶渗压 组织液生成
有效滤过压=（Cap压+ 组织液胶体渗透压）（血浆胶体渗透压+组织液静水压）
血 液 循 环
(F)
1
血管生理
血管功能:
概述 动脉血压和脉搏 静脉血压和血流
组织液和淋巴液
(F)
2
一、各类血管的功能特点
3
1.弹性贮器血管：主动脉肺动脉及其发出的最大分支
4
功能：
弹性贮器作用 1、有明显的 “可扩张性 和弹性” 2、保证血液 流动的连续性， 并减少血压 的波动幅度。
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弹性纤维呈卷曲状的网络结构， 其纵向有若干裂隙。
升主动脉 降主动脉 远端主动脉
胶 原 纤 维
胶原纤维在血管壁中形成另一种网络： • 在应力较小时，这种网络皱缩成波纹状，在一般扩张压下，
胶原纤维并不伸展；
• 当血管扩张到一定程度后，胶原纤维才伸展到其原有长度；
• 若血管壁继续扩张，则胶原纤维将产生极大的张力，以对
三种血管管壁的厚度、管腔的大小的比较
动脉
静脉
毛细血管
血管名称
三种血管的比较
动脉
静脉
毛细血管
血流速度 快
慢
极慢
管壁特点 管壁厚，弹性大
管壁薄，弹性小 管壁极薄，只由一 层上皮细胞构成
管腔大小 功能
小
大
极小，管内径
仅有8~10微米
把血液从心脏输送到 身体各部分
把血液从身体各部 分送回心脏
连通于最小的动脉与 最小静脉之间的血管， 是毛细血管和组织细 胞间物质交换的场所
所以主动脉弹性好，小动脉会关闭（具 有主动收缩的能力）。
三．弹性纤维、胶原纤维、平滑肌的力学性质
弹性纤维
胶原纤维
平滑肌
弹性纤维、胶原纤维和（肠）平滑肌的应力-伸长比
弹性纤维 胶原纤维
平滑肌
弹性纤维: • 拉伸弹性模量较小，约为3×105—6×105N/m2。
• 抗张强度较低 • 滞后环很小,应力松弛相当不明显，相当接近于
多，管壁增厚等老年性变化所致。 另外，动脉管壁的弹性模量还将随血管内的压
力和尺寸而变பைடு நூலகம்。
脉搏波传播速度主要取决于血管壁的弹性摸量。 因此临床中常通过检测脉搏波波速来评价动脉管的 硬化程度
四．动脉弹性功能的检测 动脉弹性是指动脉的舒缩功能。动脉弹性功能
减退已成为心血管危险的重要标记之一。目前已 有多种无创性手段检测动脉系统的弹性功能。
的不均匀及血管弹性的改变等，存在着由于 血管阻抗不匹配而产生的波的反射。
反射脉搏波使传播在主动脉中压力波的振幅逐渐增大。 由于血液和血管的粘性作用，将使脉搏波在传播过
程中振幅逐渐衰减。 但是在实际动脉中，特别是在主动脉，在远离心脏
的不同位置，压力波的振幅不但不减小，反而不断增大。 这和流速脉搏波情况截然不同，这是由于存在着压力反射 波的影响，而且压力反射波使压力放大的作用大于粘性阻 尼使压力衰减的作用。
PWV大,血管硬度高,弹性差。
什么因素影响PWV？
• 年龄、血压 • 管壁厚度、血管半径
（管腔变形狭窄和血管弯曲时PWV减慢）
• 血液密度、血流速度等
年龄和血压水平是影响 PWV的最重要因素。
●随着年龄的增长，动脉管壁常发生粥样 硬化或纤维硬化，年龄每增加10岁，PWV一般 增大10%-15%。
• 胸外血管中，这种比例将反过来，弹性纤维只占30%，而胶原 纤维则占70%。
动脉血管壁中弹性纤维和胶原纤维含量的百分比
越靠近心脏，动脉血管壁弹性纤 维含量百分比越高，弹性越好。
从主动脉、大动脉到分支动 脉，平滑肌含量所占的百分比将 越来越高。
动脉各管段的特性不同，越远离心脏， 动脉管壁的弹性越差。
完全弹性体。
胶原纤维:
• 拉伸弹性模量比弹性纤维大得多，约为109 N/m2量级。 • 抗张强度也很高，约为5×107—10×107 N/m2。 • 滞后环和应力松弛现象也均较弹性纤维显著。
平滑肌纤维：
• 在松弛态下，平滑肌的应力—应变曲线存在很大
的滞后环，应力松弛也非常明显，可趋于零。
• 平滑肌可以主动收缩，产生主动张力达105N/m2以
动脉的扩张性、硬度、弹性与顺应性意义相近。
1．脉搏波的传播速度 （pluse wave velocity，PWV）
脉搏波传播速度测定是目前比较成熟经典的衡 量大动脉弹性方法。
动脉壁力学性质（弹性）
PWV 几何学特性（直径和壁厚度） 决定。
血液的密度 由于弹性管道（动脉）内血液是不可压缩的液体， 能量传递主要通过血管壁传导，因此血管功能是影响 PWV的主要因素。
但是，使用此种方法需估算心输 出量，而此种心输出量的估算方法 是建立在正常心功能基础上的，因 此对于心功能不全的病人直接使用 此方法误差可能较大，需要另有估 算心输出量的方法。
一.动脉粥样硬化(atheroselerosis，AS) 的病理生理学：
中等或较大的肌性和弹性动脉某些特殊部位的内膜 发生粥样病变，使动脉壁增厚和硬化。
血液 血管 ，因此脉搏波传播时
血液的流变特性
脉搏波的波速 脉搏波的形状 脉搏波振幅大小
将由 血管的力学性质 所决定。
血管的几何形状
意义
1．反映心率和节律 2．反映管壁弹性 3．反映心缩力的大小 4．可测定射血时间 5．反映主A瓣情况 6．反映脉压的大小
二.反射波 实际的动脉树中，由于分支、动脉大小
弹性的薄层,每层均由弹性 纤维、胶原纤维、平滑肌 交织组成；
外层： 松弛的结缔组织。
血管的力学性质主要取决于
中层的弹性纤维、胶原纤维、平滑肌三种组分
含量百分比 空间构型 各自的力学性质。
这三种组分的空间构型及力学性质有明显的差异。
一．弹性纤维、胶原纤维、平滑肌 的空间结构
(The space structure of elastic fibers、 collagen fibrils 、smooth muscle ）
轴向张力
第二节 动脉血管的顺应性
（Arterial Compliance ）
• 无论是加载或卸载过程， 压力与体积之间的变化关系 都是非线性的。 • 可清楚看到滞后环的存在。
主动脉弓加载与卸载过程的体积--压力曲线
各动脉管段的压力与单位管长血管段体积 之间的变化关系。
对于单位长度的血管段来说，在同样压 力作用下，主动脉弓的体积最大，主动脉弓 连同胸主动脉、单独胸主动脉、颈动脉、股 动脉等的体积依次减小；
人体的血管
已有较多文献证明，PWV是预 测心、脑血管病发生和死亡的一 种有价值的指标。
（c）方法 PWV测定可用压力感 受器或多普勒信号方法拾取不同动 脉部位的脉搏波。
现在较多使用脉搏波速度自动 测定仪，测定颈动脉—股动脉脉搏 波传导速度。
但是PWV测定也存在不足之处：首先它不能 提供关于导致血管异常或改变的确切潜在机制。
病理：血管狭窄或闭塞，导致心肌梗死、脑中风和 周围器官如肝、肾和肢体的功能障碍。
动脉粥样硬化性心脑血管病位于人类疾病谱和死因 谱的首位。
动脉粥样硬化是一种多因素疾病， 因为好发于特殊的血流动力学部位，力 学因素理应受到特别重视。
上，平滑肌的收缩和松弛，可以控制小动脉的直 径，甚至导致血管闭锁。
一般认为血管壁径向扩张增大时，刚性很快增加 的原因是与其弹性纤维和胶原纤维的性质决定的。
在应变不大时，大部分胶原是松弛和卷曲的，所 有应力只有弹性纤维承受。
应变增大时，胶原纤维被拉直，它的应力逐步增大， 由于胶原纤维比弹性纤维刚硬得多，因此，血管壁也 变得刚硬许多。这样使血管壁即具有很好的弹性,又可 防止过度的膨胀。
出血情况
喷
流
渗
第四节 脉搏波 ( Pluse Wave Velocity）
一.脉搏波 随着心脏的间歇性收缩和舒张，血液压力、
血流速度和血流量的脉动或血管壁的变形和振动 在动脉管系中的传播统称为脉搏波或脉搏波在动 脉中的传播。
压力波 速度波 压力脉搏波和速度脉搏波沿主动脉传播的情况
动脉中的脉搏波的传播介质主要是：
AI= △P /PPc
△P：中心动脉压力反射波增幅， PPc ：中心动脉脉压。
AI能定量反映整个动脉系统的总体 弹性，敏感地显示因大、小动脉弹性改 变引起的压力波反射情况。 不足：不能区分大、小动脉弹性的改变
(2)大动脉弹性指数C1和小动脉的弹性指数C2 大动脉弹性指数C1：舒张期血流容积减
少与压力下降之间的比值，又称容量顺应性； 小动脉弹性指数 C2：舒张期血流容积振
二.毛细血管 毛细血管很细，和血细胞直
径同数量级，其变形更是一个微 量，很难精确测定。
三种血管的关系
毛细血管的力学性质取决于 它和周围组织的关系。不同的器 官和组织内，毛细血管具有不同 的力学性质。
三. 静脉血管特点: 静脉血管管壁较薄，弹性模
量比较小，血管的内压又往往 低于外压，因此静脉血管往往 会失稳。这正是静脉血流的许 多异常现象产生的原因。
●随着血压水平升高，管壁承受压力的部 位从具有较大弹性的弹力纤维转移到硬度较 高的胶原，管壁变硬。
PWV的数值虽然随着年龄的增加而增 大，但一些慢性病如糖尿病、高血脂、肥 胖症在发展过程中，也会导致PWV的数值 较一般健康者的数值高。
此外，测量的部位也影响PWV。距离心脏越远，PWV越快。
PWV主要反映一段血管壁功能，可在不同 的动脉段进行，如颈动脉—股动脉、肱动 脉—桡动脉、股动脉—胫动脉、等。PWV大， 表示动脉硬度高、顺应性差。反之，则血管 硬度低、顺应性好。
Mechanical property of blood vessel
人体的血管
血管壁是一个具有多层复 合结构的中空管道，它承受 血液压力和管外组织的束缚。
第一节 血管的构造、组成材料 及其力学性质
通常动脉和静脉血管壁由内、中、 外三层结构组成：
内层： 主要是内皮细胞和基质膜
中层： 可分为若干同心的、具有
PWV改变即可能是： ●结构如动脉壁厚度、血管内径改变； ●也可能是功能上的改变如灌注血压的改变； ●再有体表测量的距离有误差，体表测量脉搏 波的传播距离仅仅是个估计值，若获得精确值， 只能通过有创途径。另外, PWV测定的敏感性较 差，不容易发现血管弹性的轻微改变。
2．脉搏波波形分析 （1）反射波增强指数
曲线的斜率dv/dp为血管壁的顺应性。 越远离心脏，人体动脉的顺应性将变得越差。 血管壁的顺应性是表示动脉系统缓冲功能， 即弹性或硬度的最佳临床指标之一。
升主动脉 降主动脉 远端主动脉
胶 原 纤 维
胶原纤维在血管壁中形成另一种网络： • 在应力较小时，这种网络皱缩成波纹状，在一般扩张压下，
胶原纤维并不伸展；
• 当血管扩张到一定程度后，胶原纤维才伸展到其原有长度；
• 若血管壁继续扩张，则胶原纤维将产生极大的张力，以对
三种血管管壁的厚度、管腔的大小的比较
动脉
静脉
毛细血管
血管名称
三种血管的比较
动脉
静脉
毛细血管
血流速度 快
慢
极慢
管壁特点 管壁厚，弹性大
管壁薄，弹性小 管壁极薄，只由一 层上皮细胞构成
管腔大小 功能
小
大
极小，管内径
仅有8~10微米
把血液从心脏输送到 身体各部分
把血液从身体各部 分送回心脏
连通于最小的动脉与 最小静脉之间的血管， 是毛细血管和组织细 胞间物质交换的场所
所以主动脉弹性好，小动脉会关闭（具 有主动收缩的能力）。
三．弹性纤维、胶原纤维、平滑肌的力学性质
弹性纤维
胶原纤维
平滑肌
弹性纤维、胶原纤维和（肠）平滑肌的应力-伸长比
弹性纤维 胶原纤维
平滑肌
弹性纤维: • 拉伸弹性模量较小，约为3×105—6×105N/m2。
• 抗张强度较低 • 滞后环很小,应力松弛相当不明显，相当接近于
多，管壁增厚等老年性变化所致。 另外，动脉管壁的弹性模量还将随血管内的压
力和尺寸而变பைடு நூலகம்。
脉搏波传播速度主要取决于血管壁的弹性摸量。 因此临床中常通过检测脉搏波波速来评价动脉管的 硬化程度
四．动脉弹性功能的检测 动脉弹性是指动脉的舒缩功能。动脉弹性功能
减退已成为心血管危险的重要标记之一。目前已 有多种无创性手段检测动脉系统的弹性功能。
的不均匀及血管弹性的改变等，存在着由于 血管阻抗不匹配而产生的波的反射。
反射脉搏波使传播在主动脉中压力波的振幅逐渐增大。 由于血液和血管的粘性作用，将使脉搏波在传播过
程中振幅逐渐衰减。 但是在实际动脉中，特别是在主动脉，在远离心脏
的不同位置，压力波的振幅不但不减小，反而不断增大。 这和流速脉搏波情况截然不同，这是由于存在着压力反射 波的影响，而且压力反射波使压力放大的作用大于粘性阻 尼使压力衰减的作用。
PWV大,血管硬度高,弹性差。
什么因素影响PWV？
• 年龄、血压 • 管壁厚度、血管半径
（管腔变形狭窄和血管弯曲时PWV减慢）
• 血液密度、血流速度等
年龄和血压水平是影响 PWV的最重要因素。
●随着年龄的增长，动脉管壁常发生粥样 硬化或纤维硬化，年龄每增加10岁，PWV一般 增大10%-15%。
• 胸外血管中，这种比例将反过来，弹性纤维只占30%，而胶原 纤维则占70%。
动脉血管壁中弹性纤维和胶原纤维含量的百分比
越靠近心脏，动脉血管壁弹性纤 维含量百分比越高，弹性越好。
从主动脉、大动脉到分支动 脉，平滑肌含量所占的百分比将 越来越高。
动脉各管段的特性不同，越远离心脏， 动脉管壁的弹性越差。
完全弹性体。
胶原纤维:
• 拉伸弹性模量比弹性纤维大得多，约为109 N/m2量级。 • 抗张强度也很高，约为5×107—10×107 N/m2。 • 滞后环和应力松弛现象也均较弹性纤维显著。
平滑肌纤维：
• 在松弛态下，平滑肌的应力—应变曲线存在很大
的滞后环，应力松弛也非常明显，可趋于零。
• 平滑肌可以主动收缩，产生主动张力达105N/m2以
动脉的扩张性、硬度、弹性与顺应性意义相近。
1．脉搏波的传播速度 （pluse wave velocity，PWV）
脉搏波传播速度测定是目前比较成熟经典的衡 量大动脉弹性方法。
动脉壁力学性质（弹性）
PWV 几何学特性（直径和壁厚度） 决定。
血液的密度 由于弹性管道（动脉）内血液是不可压缩的液体， 能量传递主要通过血管壁传导，因此血管功能是影响 PWV的主要因素。
但是，使用此种方法需估算心输 出量，而此种心输出量的估算方法 是建立在正常心功能基础上的，因 此对于心功能不全的病人直接使用 此方法误差可能较大，需要另有估 算心输出量的方法。
一.动脉粥样硬化(atheroselerosis，AS) 的病理生理学：
中等或较大的肌性和弹性动脉某些特殊部位的内膜 发生粥样病变，使动脉壁增厚和硬化。
血液 血管 ，因此脉搏波传播时
血液的流变特性
脉搏波的波速 脉搏波的形状 脉搏波振幅大小
将由 血管的力学性质 所决定。
血管的几何形状
意义
1．反映心率和节律 2．反映管壁弹性 3．反映心缩力的大小 4．可测定射血时间 5．反映主A瓣情况 6．反映脉压的大小
二.反射波 实际的动脉树中，由于分支、动脉大小
弹性的薄层,每层均由弹性 纤维、胶原纤维、平滑肌 交织组成；
外层： 松弛的结缔组织。
血管的力学性质主要取决于
中层的弹性纤维、胶原纤维、平滑肌三种组分
含量百分比 空间构型 各自的力学性质。
这三种组分的空间构型及力学性质有明显的差异。
一．弹性纤维、胶原纤维、平滑肌 的空间结构
(The space structure of elastic fibers、 collagen fibrils 、smooth muscle ）
轴向张力
第二节 动脉血管的顺应性
（Arterial Compliance ）
• 无论是加载或卸载过程， 压力与体积之间的变化关系 都是非线性的。 • 可清楚看到滞后环的存在。
主动脉弓加载与卸载过程的体积--压力曲线
各动脉管段的压力与单位管长血管段体积 之间的变化关系。
对于单位长度的血管段来说，在同样压 力作用下，主动脉弓的体积最大，主动脉弓 连同胸主动脉、单独胸主动脉、颈动脉、股 动脉等的体积依次减小；
人体的血管
已有较多文献证明，PWV是预 测心、脑血管病发生和死亡的一 种有价值的指标。
（c）方法 PWV测定可用压力感 受器或多普勒信号方法拾取不同动 脉部位的脉搏波。
现在较多使用脉搏波速度自动 测定仪，测定颈动脉—股动脉脉搏 波传导速度。
但是PWV测定也存在不足之处：首先它不能 提供关于导致血管异常或改变的确切潜在机制。
病理：血管狭窄或闭塞，导致心肌梗死、脑中风和 周围器官如肝、肾和肢体的功能障碍。
动脉粥样硬化性心脑血管病位于人类疾病谱和死因 谱的首位。
动脉粥样硬化是一种多因素疾病， 因为好发于特殊的血流动力学部位，力 学因素理应受到特别重视。
上，平滑肌的收缩和松弛，可以控制小动脉的直 径，甚至导致血管闭锁。
一般认为血管壁径向扩张增大时，刚性很快增加 的原因是与其弹性纤维和胶原纤维的性质决定的。
在应变不大时，大部分胶原是松弛和卷曲的，所 有应力只有弹性纤维承受。
应变增大时，胶原纤维被拉直，它的应力逐步增大， 由于胶原纤维比弹性纤维刚硬得多，因此，血管壁也 变得刚硬许多。这样使血管壁即具有很好的弹性,又可 防止过度的膨胀。
出血情况
喷
流
渗
第四节 脉搏波 ( Pluse Wave Velocity）
一.脉搏波 随着心脏的间歇性收缩和舒张，血液压力、
血流速度和血流量的脉动或血管壁的变形和振动 在动脉管系中的传播统称为脉搏波或脉搏波在动 脉中的传播。
压力波 速度波 压力脉搏波和速度脉搏波沿主动脉传播的情况
动脉中的脉搏波的传播介质主要是：
AI= △P /PPc
△P：中心动脉压力反射波增幅， PPc ：中心动脉脉压。
AI能定量反映整个动脉系统的总体 弹性，敏感地显示因大、小动脉弹性改 变引起的压力波反射情况。 不足：不能区分大、小动脉弹性的改变
(2)大动脉弹性指数C1和小动脉的弹性指数C2 大动脉弹性指数C1：舒张期血流容积减
少与压力下降之间的比值，又称容量顺应性； 小动脉弹性指数 C2：舒张期血流容积振
二.毛细血管 毛细血管很细，和血细胞直
径同数量级，其变形更是一个微 量，很难精确测定。
三种血管的关系
毛细血管的力学性质取决于 它和周围组织的关系。不同的器 官和组织内，毛细血管具有不同 的力学性质。
三. 静脉血管特点: 静脉血管管壁较薄，弹性模
量比较小，血管的内压又往往 低于外压，因此静脉血管往往 会失稳。这正是静脉血流的许 多异常现象产生的原因。
●随着血压水平升高，管壁承受压力的部 位从具有较大弹性的弹力纤维转移到硬度较 高的胶原，管壁变硬。
PWV的数值虽然随着年龄的增加而增 大，但一些慢性病如糖尿病、高血脂、肥 胖症在发展过程中，也会导致PWV的数值 较一般健康者的数值高。
此外，测量的部位也影响PWV。距离心脏越远，PWV越快。
PWV主要反映一段血管壁功能，可在不同 的动脉段进行，如颈动脉—股动脉、肱动 脉—桡动脉、股动脉—胫动脉、等。PWV大， 表示动脉硬度高、顺应性差。反之，则血管 硬度低、顺应性好。
Mechanical property of blood vessel
人体的血管
血管壁是一个具有多层复 合结构的中空管道，它承受 血液压力和管外组织的束缚。
第一节 血管的构造、组成材料 及其力学性质
通常动脉和静脉血管壁由内、中、 外三层结构组成：
内层： 主要是内皮细胞和基质膜
中层： 可分为若干同心的、具有
PWV改变即可能是： ●结构如动脉壁厚度、血管内径改变； ●也可能是功能上的改变如灌注血压的改变； ●再有体表测量的距离有误差，体表测量脉搏 波的传播距离仅仅是个估计值，若获得精确值， 只能通过有创途径。另外, PWV测定的敏感性较 差，不容易发现血管弹性的轻微改变。
2．脉搏波波形分析 （1）反射波增强指数
曲线的斜率dv/dp为血管壁的顺应性。 越远离心脏，人体动脉的顺应性将变得越差。 血管壁的顺应性是表示动脉系统缓冲功能， 即弹性或硬度的最佳临床指标之一。