血流动力学
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（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）
• 三、动脉系统中搏动性压力和血流的变化
（当给这样的充满血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Biblioteka Baidu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
• 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
• 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
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。
• 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
• 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。
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
• 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
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
• 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。
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。
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
• 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
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
• 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。
• 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）
• 三、动脉系统中搏动性压力和血流的变化
（当给这样的充满血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Biblioteka Baidu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
• 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
• 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
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。
• 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
• 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。
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
• 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
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
• 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。
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。
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
• 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
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
• 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。