血流动力学

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为零,这是由血流与血管壁之间的粘附 力造成的。
层流
• 每个无限小的层以不同的速度流动。 • 理论上,紧靠血管壁的最外层血流速度为零,
这是由血流与血管壁之间的粘附力造成的。 • 次外层有一定速度,但其与最外层间由液体粘
稠性产生的摩擦力导致其速度延缓。 • 依次,第二层又延缓了流速稍快的下一层的流
速。 • 管腔中心的流速最快,血流速度剖面呈抛物线
• 心脏收缩期血液流入 血管使血管管壁扩张 并储存器内的弹性势 能(将在舒张期释放 并推动血流流动)
• 占绝大比例
• 与血管舒缩状况及血 管弹性有关
• 动能 • 心脏收缩力推动血液
流动所产生的速度 (V=1/2mv2)
• 占比例很小 • 与影响流速的诸多因
素有关(运动)
二、血流的能量形式 及其在流动中的损耗
高压、高能
动脉系统
循环系统
低压、低能
静脉系统
小动脉和微循环阻力血管(微动脉、毛细血管、微静脉)
一、能量和压力
• 动脉高能量水平 • 是由心脏和血管通过调节动脉血液容积
和压力维持的。 • 进入动脉的血量为心排血量 • 流出动脉的血量取决于动脉压力和微循
环血管舒缩形成的外周阻力。
一、能量和压力
• 微循环动脉血管收缩水平决定了所在器 官的供血情况
• 3、血管弯曲、分叉、发出不同角度分支时, 会导致血流方向的改变。例如,血管分支后在相 当长的距离内抛物线型的速度剖面难以恢复。 而且抛物线变扁,出现流速相对一致的扩大中 央血流。
雷诺值Re
• 即使在均匀的管道中,层流也可能会被扰乱变 为湍流,雷诺值包括了影响湍流发生的因素:
• v是速度,q是液体密度,r是管道半径,n是液 体黏度。
• 不同器官微循环血管收缩、舒张之间的 协调,则有利于调节身体不同器官的供 血情况。以及调整心排出量。
二、血流的能量形式 及其在流动中的损耗
• 一、能量形式 • 1.势能和动能 • 血流能量来自心脏收缩做功 • 所做功主要转化为两个方面:
• 势能 & 动能
二、血流的能量形式 及其在流动中的损耗
• 势能
力,它代表着所测点以远所有血管阻力的综合, 或者可以理解为所测血管远端供血区域的阻力 总和)
非层流状态
• 在正常和病理状态中,循环系统中都存在程度 不同的非层流状态,原因:
• 1、血流流速:在收缩期加速和舒张期减速, 导致其在整个心脏循环过程中不断改变。
• 2、血流束改变:当管径发生变化时会发生, 包括心脏搏动引起的管径改变。
• 正常人静息状态下,升主动脉收缩加速 期有时能听到杂音。
• 在高心排血量和高流量状态下,及时在 远端动脉(如股动脉)也能听到杂音。 (水冲脉)
• 在湍流状态,血管两点间压力能量的丢 失大于用泊肃叶方程计算的数值,且抛 物线型速度剖面变得扁平。
三、动脉系统中的搏动性压力 和血流变化
• 每次心跳都将一定量的血液泵入动脉系 统,导致压力波沿动脉干传导。
• 相反,在大血管中央轴远离管壁,摩擦引起的 能量丢失很小。
• 另外,如果层流杯被扰乱,摩擦力和能量流失 将会增加。
泊肃叶定律
• 1. 流量与半径的4次方成正比,所以很小 的 半径改变也会引起很大的流量变化。
• 10%半径减小=35%的流量减小 • 50%半径减小=95%的流量减小 • 2. 因为在循环系统中血管的长度和血液黏度几
(单纯血管系统自身的特点)
• 二、血流能量的形式及其在流动中的损耗
(血管系统内的血液流动中的特点)液的系统加上个搏动的心脏 后,又会有什么不一样?)
一、能量和压力
• 循环系统内任何两点间产生血流前提是 两点之间的能量差异(压力差异)
• 频谱分析就是压力的分析
• 因为血液的密度(q)和黏度(n)相对恒定, 所以湍流的发生主要取决于管径和流速。
• 在管道模型中,如果雷诺系数超过2000, 层流就趋于被破坏。
• 然而,即使人体循环系统中该指数值较 低,由于身体的运动、血流的搏动性、 管径的变化、粗糙的血管内皮表面和其 它因素,容易发生不同程度的湍流。
• 如高速的大血管内容易产生湍流,临床 检查可以发现血管杂音和震颤。
血流动力学
循环系统
• 循环系统是一个闭合的,搏动性的,非 刚性的血流动力系统,因此在结构功能 上复杂,受许多因素影响,如:
• 心脏功能、血管壁弹性、血管平滑肌张 力,分支血管分布、管径迹相互连接方 式等。
• 某些因素可以量化并理解,有些则无法 量化及描述
决定血流的生理因素及其特征
• 一、能量和压力
形。速度变化率在靠近管壁处最大,而在血管 中央变化最小。
二、血流的能量形式 及其在流动中的损耗
• 血液流动过程中由于摩擦力而发生能量的丢失, 摩擦力的大小和能量丢失的程度主要取决于血 管的管径。
• 在小血管尤其是微循环,即使是管腔中央的层 面也与管壁很近,速度被很大程度地延缓,导 致很大的血流阻力。
• 一、能量形式 • 2.身体各部分的能量差异 • 身体下垂部位(小腿)血管的压力高于
上部。
二、血流的能量形式 及其在流动中的损耗
• 二、能量的损耗 • (1)层流状态: • 大多数血管中,血流的运动是同心分层
的,因此被称为层流。 • 每个无限小的层以不同的速度流动。 • 理论上,紧靠血管壁的最外层血流速度
乎不变,所以血流量的改变主要有血管半径变 化和压力能量(来自心脏)水平变化决定
• 阻力取决于血液粘度和管径。尽管在复杂系统 中这些参数无法测量,从而不能计算阻力。同 时阻力又等于压力除以流量,阻力可悲认为是 推动一个单位血流所需的压力差,也可被认为 是推动血流通过血管的难度系数。
• 可以通过电学帮助理解:电阻=电压差/电流
• 泊肃叶定律仅适用于内径不变的刚性管 道中呈恒定层流状态的简单流体。
• 在血液循环中,血管内径、血液流动状 态、血液黏度都不是恒定不变的。比方 说血液黏度受红细胞比容、温度、管径 和流速的影响。
二、血流的能量形式 及其在流动中的损耗
• 血管的不同连接方式的综合效应影响着阻力, 这与电学相似。
• 如果血管串联,总阻力等于各个血管阻力之和。 • 如果血管并联,总阻力等于各个血管倒数之和。 • (对于一处血管,超声所探测的是某一点的阻
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