生物力学血液流变学精选课件.ppt

关于生物力学血液流变学第一页，本课件共有97页第一节第一节 流体动力学流体动力学一、理想液体的稳定流动一、理想液体的稳定流动（一）理想液体：（一）理想液体：1 1、压缩性、压缩性2 2、粘滞性、粘滞性3 3、理想液体、理想液体 忽略粘性与压缩性忽略粘性与压缩性绝对不可压缩绝对不可压缩完全没有粘滞性完全没有粘滞性说明：说明：理想化的模型理想化的模型近似用于实际流体近似用于实际流体粘滞性对流动影响最大粘滞性对流动影响最大第二页，本课件共有97页（二）稳定流动：（二）稳定流动：1 1、流场的建立（两种研究方法）、流场的建立（两种研究方法）流场：流体运动的空间（定常场与非定常场）流场：流体运动的空间（定常场与非定常场）2 2、流线与流管（两条性质）、流线与流管（两条性质）流线：线上每一点的切线方向为该点的速度方向流线：线上每一点的切线方向为该点的速度方向流管：由流线作为边界的管道流管：由流线作为边界的管道性质：性质：流线与流管的形状随时间改变流线与流管的形状随时间改变 同一时刻的两条流线不相交同一时刻的两条流线不相交第一节第一节 流体动力学流体动力学第三页，本课件共有97页3 3、稳定流动（两条性质）、稳定流动（两条性质）流线与流管的形状不随时间改变流线与流管的形状不随时间改变流管内外的质元不互换流管内外的质元不互换第一节第一节 流体动力学流体动力学第四页，本课件共有97页（三）方程：（三）方程：1 1、液流连续性原理：、液流连续性原理：（1 1）公式）公式第一节第一节 流体动力学流体动力学第五页，本课件共有97页（2 2）表述）表述（3 3）适用条件）适用条件 体积流量体积流量 质量流量质量流量 重量流量重量流量流量：单位时间内通过某截面的流体的体积（流量：单位时间内通过某截面的流体的体积（Q=SV)Q=SV)稳定流动稳定流动 理想流体理想流体（*若有粘滞性的实际流体）若有粘滞性的实际流体）第一节第一节 流体动力学流体动力学第六页，本课件共有97页（4 4）推论）推论（5 5）应用）应用截面面积与流速的关系截面面积与流速的关系流线密集程度与流速的关系流线密集程度与流速的关系例如，血液在各段血管中的平均流速例如，血液在各段血管中的平均流速第一节第一节 流体动力学流体动力学第七页，本课件共有97页2 2、伯努利方程：、伯努利方程：（1 1）公式）公式第一节第一节 流体动力学流体动力学第八页，本课件共有97页（2 2）表述）表述（4 4）适用条件）适用条件（3 3）说明）说明（5 5）应用）应用单位体积的动能、势能、压强能之和保持不变单位体积的动能、势能、压强能之和保持不变S0 S0 流管推广到流线流管推广到流线 稳定流动稳定流动 理想流体理想流体（若有粘滞性的实际流体）（若有粘滞性的实际流体）第一节第一节 流体动力学流体动力学第九页，本课件共有97页(四）方程的应用四）方程的应用1 1、空吸作用、空吸作用2 2、比托管测流速、比托管测流速3 3、文丘里管测流量、文丘里管测流量4 4、血液动侧压强的关系、血液动侧压强的关系5 5、血压与体位的关系、血压与体位的关系6 6、输液、输液7 7、狭窄血管的扑动现象、狭窄血管的扑动现象8 8、血管的退行性、萎缩性病变及动脉粥样硬化、血管的退行性、萎缩性病变及动脉粥样硬化9 9、动脉瘤的破裂、动脉瘤的破裂第一节第一节 流体动力学流体动力学第十页，本课件共有97页速度与压强关系的应用速度与压强关系的应用动能与压强能的转化动能与压强能的转化1 1、空吸作用、空吸作用气流抽水气流抽水水流抽气水流抽气第一节第一节 流体动力学流体动力学第十一页，本课件共有97页2、比托管测流速、比托管测流速速度的测量速度的测量第一节第一节 流体动力学流体动力学第十二页，本课件共有97页流量计流量计3 3、文丘里管测流量、文丘里管测流量第一节第一节 流体动力学流体动力学第十三页，本课件共有97页动压强大（小）则侧压强小（大）动压强大（小）则侧压强小（大）4 4、动侧压强的关系、动侧压强的关系例如，红细胞的轴向集中（径向迁移）例如，红细胞的轴向集中（径向迁移）第一节第一节 流体动力学流体动力学第十四页，本课件共有97页5、血压与体位的关系、血压与体位的关系压强与高度的应用压强与高度的应用压强能与势能的转化压强能与势能的转化压强压强(SI)的单位为：帕的单位为：帕(牛顿牛顿/米米2）血压：维持血液流速、补充流动过程中的能量血压：维持血液流速、补充流动过程中的能量 消耗消耗1m/s流动的血液可转化为的压强：流动的血液可转化为的压强：第一节第一节 流体动力学流体动力学第十五页，本课件共有97页1mmHg=12.9mm血柱的压强血柱的压强1mmHg=133.3Pa血压与体位的关系：血压与体位的关系：较高（低）处则压强小（大）较高（低）处则压强小（大）第一节第一节 流体动力学流体动力学570mm头部距心脏水平位置头部距心脏水平位置1140mm足部距心脏水平位置足部距心脏水平位置第十六页，本课件共有97页控制速度控制速度：6、输液、输液第一节第一节 流体动力学流体动力学动能与势能的应用动能与势能的应用动能与势能的转化动能与势能的转化第十七页，本课件共有97页7 7、狭窄血管的扑动现象（见血液的流动）、狭窄血管的扑动现象（见血液的流动）第一节第一节 流体动力学流体动力学第十八页，本课件共有97页8 8、血管的退行性、萎缩性病变及动脉粥样硬化、血管的退行性、萎缩性病变及动脉粥样硬化（见血液的流动）（见血液的流动）第一节第一节 流体动力学流体动力学第十九页，本课件共有97页9 9、动脉瘤的破裂（见血液的流动）、动脉瘤的破裂（见血液的流动）第一节第一节 流体动力学流体动力学第二十页，本课件共有97页二、实际液体的泊肃叶流动二、实际液体的泊肃叶流动（一）实际液体：（一）实际液体：第一节第一节 流体动力学流体动力学1 1、绝对不可压缩、绝对不可压缩 2 2、可以有粘滞性、可以有粘滞性3 3、说明：、说明：牛顿流体牛顿流体 非牛顿流体非牛顿流体第二十一页，本课件共有97页（二）泊肃叶流动：（二）泊肃叶流动：1 1、流动的分类：、流动的分类：（1 1）实验：）实验：第一节第一节 流体动力学流体动力学速度较小：速度较小：速度增大：速度增大：速度很大：速度很大：第二十二页，本课件共有97页 流动形态的分类：流动形态的分类：层流：层流：流动平稳流动平稳 流层间的粒子不发生混淆流层间的粒子不发生混淆湍流：湍流：流动紊乱流动紊乱 流层间的粒子大量混杂流层间的粒子大量混杂 剧烈时甚至出现涡旋。剧烈时甚至出现涡旋。过渡流：过渡流：介于层流和湍流之间。介于层流和湍流之间。第一节第一节 流体动力学流体动力学第二十三页，本课件共有97页（2）定义式：雷诺数）定义式：雷诺数流体流动时的惯性和粘性之比称为雷诺数。流体流动时的惯性和粘性之比称为雷诺数。第一节第一节 流体动力学流体动力学测量管内流体流量时往往必须了解其流动状态、流速分测量管内流体流量时往往必须了解其流动状态、流速分布等。布等。雷诺数就是表征流体流动特性的一个重要参数。雷诺数就是表征流体流动特性的一个重要参数。第二十四页，本课件共有97页例如在雷诺试验中，测量一固定点例如在雷诺试验中，测量一固定点A A的轴向速度如下图：的轴向速度如下图：湍流流速虽然是不规则的随机量，但却湍流流速虽然是不规则的随机量，但却在某一平均值上下变动，即具有某种规在某一平均值上下变动，即具有某种规律的统计学特征。为此，引进平均速度。律的统计学特征。为此，引进平均速度。第一节第一节 流体动力学流体动力学第二十五页，本课件共有97页雷诺数是一个没有单位的纯数；雷诺数是一个没有单位的纯数；当当Re1000Re1000时，时，层流；层流；当当1000Re20001000Re2000时，时，层流或湍流（过渡流）层流或湍流（过渡流）当当Re2000Re2000时，时，湍流；湍流；（3）判别标准：）判别标准：第一节第一节 流体动力学流体动力学第二十六页，本课件共有97页（4）重要区别：）重要区别：层流无声层流无声 湍流有声湍流有声（5）适用条件：）适用条件：内壁光滑的圆直管内壁光滑的圆直管第一节第一节 流体动力学流体动力学第二十七页，本课件共有97页根据雷诺数的依据来判定人体的各种血管的流动形态。根据雷诺数的依据来判定人体的各种血管的流动形态。第一节第一节 流体动力学流体动力学第二十八页，本课件共有97页雷诺数对流体流动过程的实验研究有重要作用。雷诺数对流体流动过程的实验研究有重要作用。雷诺数是风洞试验的重要模拟参数之一。风洞，雷诺数是风洞试验的重要模拟参数之一。风洞，是指在一个管道内，用动力设备驱动一股速度可控的是指在一个管道内，用动力设备驱动一股速度可控的气流，用以对模型进行空气动力实验的一种设备。最气流，用以对模型进行空气动力实验的一种设备。最常见的是低速风洞。四川绵阳的中国空气动力学研究常见的是低速风洞。四川绵阳的中国空气动力学研究和发展中心已建成具有世界水平的和发展中心已建成具有世界水平的2.42.4米跨声速风洞米跨声速风洞(风洞常以试验段尺度命名风洞常以试验段尺度命名)。这样大尺度的跨声速。这样大尺度的跨声速风洞，世界上只有美国和俄罗斯等少数国家才有。风洞，世界上只有美国和俄罗斯等少数国家才有。知识介绍：知识介绍：（6 6）应用：）应用：第一节第一节 流体动力学流体动力学第二十九页，本课件共有97页 飞行器气动力试验的主飞行器气动力试验的主要模拟参数是飞行要模拟参数是飞行马赫数和雷诺马赫数和雷诺数。数。由于实际飞行中许多气动现由于实际飞行中许多气动现象随雷诺数的变化十分敏感，象随雷诺数的变化十分敏感，ReRe数对飞机的哪些气动特性有影响数对飞机的哪些气动特性有影响?比如比如ReRe数对飞机升力特性、数对飞机升力特性、阻力特性；对飞机载荷和强度，阻力特性；对飞机载荷和强度，对纵、横向稳定性的影响都很对纵、横向稳定性的影响都很明显，其影响程度如何明显，其影响程度如何?第一节第一节 流体动力学流体动力学第三十页，本课件共有97页 特别是对采用特别是对采用超临界机翼超临界机翼的现代民机，的现代民机，ReRe数的影响更严数的影响更严重、更复杂、规律性更差。所重、更复杂、规律性更差。所以必须进行高以必须进行高ReRe数风洞试验。数风洞试验。19931993年年1111月月8 8日，我国首日，我国首座高雷诺数跨音速二维管风洞座高雷诺数跨音速二维管风洞在中科院力学所建成。这一设在中科院力学所建成。这一设备在综合水平上处于国际领先备在综合水平上处于国际领先地位。地位。再例如：量血压的柯氏声再例如：量血压的柯氏声第一节第一节 流体动力学流体动力学第三十一页，本课件共有97页概念：概念：牛顿流体牛顿流体在在水平水平、刚性刚性、圆管圆管中中做做层流层流，过管轴的任一平面上，过管轴的任一平面上，各层的流速呈抛物线分布。各层的流速呈抛物线分布。2 2、泊肃叶流动：、泊肃叶流动：泊肃叶流动泊肃叶流动的速度分布的速度分布第一节第一节 流体动力学流体动力学第三十二页，本课件共有97页（三）方程：（三）方程：1 1、液流连续性原理：、液流连续性原理：2 2、伯努利方程：、伯努利方程：第一节第一节 流体动力学流体动力学第三十三页，本课件共有97页 法国生理学家。他长期研究血液在血管内法国生理学家。他长期研究血液在血管内的流动。在求学时代即已发明血压计用以测量狗主的流动。在求学时代即已发明血压计用以测量狗主动脉的血压。他发表过一系列关于血液在动脉和静动脉的血压。他发表过一系列关于血液在动脉和静脉内流动的论文（最早一篇发表于脉内流动的论文（最早一篇发表于18191819年）。其中年）。其中1840-18411840-1841年发表的论文年发表的论文小管径内液体流动的实验小管径内液体流动的实验研究研究对流体力学的发展起了重要作用。他在文中对流体力学的发展起了重要作用。他在文中指出，指出，流量与单位长度上的压力降与管径的四次方成正比。流量与单位长度上的压力降与管径的四次方成正比。此定律后称为泊肃叶定律。由于德国工程师此定律后称为泊肃叶定律。由于德国工程师G.H.L.G.H.L.哈根在哈根在18391839年曾得到同样的结果，年曾得到同样的结果，.奥斯特瓦尔德奥斯特瓦尔德在在19251925年建议称该定律为哈根年建议称该定律为哈根-泊肃叶定律。泊肃叶定律。泊肃叶泊肃叶 (Jean-Lous-Marie-Lous-Marie Poiseuille 1799-1869)Poiseuille 1799-1869)简介简介 （四）泊肃叶定律（四）泊肃叶定律第一节第一节 流体动力学流体动力学第三十四页，本课件共有97页 泊肃叶和哈根的经验定律是泊肃叶和哈根的经验定律是G.G.G.G.斯托克斯斯托克斯于于18451845年建立的关于年建立的关于粘性流体运动基本理论的重要实验粘性流体运动基本理论的重要实验证明。现在流体力学中常把粘性流证明。现在流体力学中常把粘性流体在圆管道中的流动称为泊肃叶流体在圆管道中的流动称为泊肃叶流动。医学上把小血管管壁近处流速动。医学上把小血管管壁近处流速较慢的流层称为泊肃叶层。较慢的流层称为泊肃叶层。19131913年，英国年，英国R.M.R.M.迪利和迪利和P.H.P.H.帕帕尔建议将动力粘度的单位以泊肃叶的尔建议将动力粘度的单位以泊肃叶的名字命名为泊名字命名为泊(poise)(poise)，1 1泊泊1 1达因达因秒秒/厘米厘米。19691969年国际计量委员会建年国际计量委员会建议的国际单位制（议的国际单位制（SISI）中，动力粘度）中，动力粘度单位改用单位改用帕斯卡帕斯卡秒秒，1 1帕斯卡帕斯卡秒秒1010泊。泊。第一节第一节 流体动力学流体动力学第三十五页，本课件共有97页牛顿粘滞流体牛顿粘滞流体1、剪切应力分布（剪切应力分布（Stokes斯托克斯公式）斯托克斯公式）流体要流动，流体要流动，必须有外力抵消内摩擦力，必须有外力抵消内摩擦力，即管子两端存在压强差即管子两端存在压强差(p)(p)。第一节第一节 流体动力学流体动力学第三十六页，本课件共有97页牛顿粘滞定律：牛顿粘滞定律：1、剪切应力分布（剪切应力分布（Stokes斯托克斯公式）斯托克斯公式）流体要流动，必须有外力抵消内流体要流动，必须有外力抵消内摩擦力，即管子两端存在压强差摩擦力，即管子两端存在压强差(p)(p)。第一节第一节 流体动力学流体动力学第三十七页，本课件共有97页（3）适用条件：）适用条件：不可压缩的牛顿流体，不可压缩的牛顿流体，流体作定常流动，流体作定常流动，均匀的水平刚性圆管。均匀的水平刚性圆管。2 2、速度分布：、速度分布：速度与各流层到管轴的距离速度与各流层到管轴的距离r r的关系：的关系：注意式中各量的意义注意式中各量的意义!（1 1）公式：）公式：（2 2）结论：）结论：过管轴的任一平面上，各层的流速呈抛物线分布。过管轴的任一平面上，各层的流速呈抛物线分布。第一节第一节 流体动力学流体动力学第三十八页，本课件共有97页（3）适用条件：）适用条件：牛顿流体，牛顿流体，流体作定常流动，流体作定常流动，均匀的水平圆管。均匀的水平圆管。3 3、流量：（又称泊肃叶公式）、流量：（又称泊肃叶公式）（1 1）公式：）公式：注意式中各量的意义注意式中各量的意义!（2 2）结论：）结论：流量与压差和半径的四次方成正比与粘滞系数成反比流量与压差和半径的四次方成正比与粘滞系数成反比第一节第一节 流体动力学流体动力学第三十九页，本课件共有97页（4 4）推广：）推广：非水平的园管非水平的园管（5 5）说明：）说明：类比电流、电压、电阻的欧姆定律类比电流、电压、电阻的欧姆定律有流量、压差、流阻的泊肃叶定律有流量、压差、流阻的泊肃叶定律第一节第一节 流体动力学流体动力学 流阻：（外周阻力）流阻：（外周阻力）流阻只与管的形状和流体流阻只与管的形状和流体本身性质有关。本身性质有关。第四十页，本课件共有97页它是设计竖直毛细粘度计的它是设计竖直毛细粘度计的理论依据。理论依据。（6 6）应用：）应用：用于外周血液循环用于外周血液循环测粘度测粘度第一节第一节 流体动力学流体动力学还有测粘度的方法略还有测粘度的方法略第四十一页，本课件共有97页（7）补充：泊肃叶流动的剪变率分布）补充：泊肃叶流动的剪变率分布因为是以管轴为中心，离管轴中心因为是以管轴为中心，离管轴中心越远，越远，r r越大，速度却越小。越大，速度却越小。泊肃叶流动的泊肃叶流动的剪变率分布公式剪变率分布公式第一节第一节 流体动力学流体动力学第四十二页，本课件共有97页 泊肃叶流动的泊肃叶流动的剪变率分布曲线剪变率分布曲线0第一节第一节 流体动力学流体动力学第四十三页，本课件共有97页 平均流速、流量、最大剪变率、平均流速、流量、最大剪变率、平均剪变率的关系：平均剪变率的关系：可以证明：可以证明：第一节第一节 流体动力学流体动力学第四十四页，本课件共有97页下面推导：下面推导：第一节第一节 流体动力学流体动力学第四十五页，本课件共有97页因为：因为：又因为：又因为：而：而：第一节第一节 流体动力学流体动力学第四十六页，本课件共有97页（五）斯托克斯定律（五）斯托克斯定律（1 1）公式：）公式：（2）适用条件：）适用条件：无边无界无边无界 稳定层流稳定层流 牛顿流体牛顿流体可加以修正可加以修正（3 3）应用：）应用：制药剂型（混悬液）制药剂型（混悬液）离心沉降离心沉降测粘度测粘度第一节第一节 流体动力学流体动力学第四十七页，本课件共有97页第二节第二节 血液流动血液流动第四十八页，本课件共有97页 血液是一种流体组织，充满于心血管系统中，在心脏的血液是一种流体组织，充满于心血管系统中，在心脏的推动下不断循环流动。推动下不断循环流动。如果流经体内任何器官的血流量不足，均可造成严重的如果流经体内任何器官的血流量不足，均可造成严重的组织损伤。组织损伤。人体大量失血或血液循环严重障碍，将危及生命。人体大量失血或血液循环严重障碍，将危及生命。第二节第二节 血液流动血液流动血液流变性的研究在医学诊断、治疗上有重要血液流变性的研究在医学诊断、治疗上有重要价值，很多疾病可导致血液流变性质发生变化。价值，很多疾病可导致血液流变性质发生变化。第四十九页，本课件共有97页一、血液的组成与模型：一、血液的组成与模型：组成组成 模型模型理化性质理化性质第二节第二节 血液流动血液流动第五十页，本课件共有97页 1 1、血液的组成：、血液的组成：血液由血液由 血浆血浆 和和 血细胞血细胞 组成。组成。血浆（血浆（55%55%）：）：溶于其中的溶质物质可分为四类：溶于其中的溶质物质可分为四类：第二节第二节 血液流动血液流动盐析法分为盐析法分为：白蛋白，球蛋白，纤维蛋白原；白蛋白，球蛋白，纤维蛋白原；电泳法分为电泳法分为：白蛋白分为白蛋白和前白蛋白，白蛋白分为白蛋白和前白蛋白，球蛋白分为球蛋白分为 1-1-、2-2-、3-3-、-、-球蛋白。球蛋白。无形成分无形成分 有形元素有形元素 血浆蛋白血浆蛋白：分子量很大的胶体物质，含三类：分子量很大的胶体物质，含三类a a 血浆白蛋白：分子量小，含量最多血浆白蛋白：分子量小，含量最多4.0g%5.5g%4.0g%5.5g%b b 血浆球蛋白：分子量居中，含量血浆球蛋白：分子量居中，含量2.0g%3.0g%2.0g%3.0g%c c 纤维蛋白原：分子量最大，含量纤维蛋白原：分子量最大，含量0.2g%0.4g%0.2g%0.4g%第五十一页，本课件共有97页 非蛋白质的含氮化合物非蛋白质的含氮化合物：主要是蛋白质的代谢产物、激素等。主要是蛋白质的代谢产物、激素等。第二节第二节 血液流动血液流动不含氮的有机化合物不含氮的有机化合物：主要是糖类，还有脂类等。主要是糖类，还有脂类等。电解质无机盐电解质无机盐：正离子正离子 NaNa+负离子负离子 ClCl-等等第五十二页，本课件共有97页血细胞（血细胞（45%45%）：）：红细胞，白细胞，血小板。红细胞，白细胞，血小板。血细胞形状、大小和含量见下表。血细胞形状、大小和含量见下表。第二节第二节 血液流动血液流动第五十三页，本课件共有97页 血液的组成血液的组成 全血全血 血浆血浆 水水 白蛋白白蛋白 溶质溶质 血浆蛋白血浆蛋白 球蛋白球蛋白 纤维蛋白元纤维蛋白元 电解质电解质 ，等等 血细胞血细胞 红细胞红细胞 ，等等 白细胞白细胞 其他物质其他物质 气体气体 血小板血小板 激素激素 代谢产物代谢产物 营养物营养物 第二节第二节 血液流动血液流动第五十四页，本课件共有97页 2 2、血液的模型、血液的模型薄壳颗粒薄壳颗粒内部充液的内部充液的（血细胞）（血细胞）可以有大变形的可以有大变形的 具有粘弹性的具有粘弹性的悬浮液悬浮液比重相近的牛顿流体比重相近的牛顿流体（血浆）（血浆）构成两相非牛顿流体（血液）构成两相非牛顿流体（血液）第二节第二节 血液流动血液流动第五十五页，本课件共有97页（1 1）比重：（成分的密度）比重：（成分的密度/水的密度）水的密度）3 3、血液的理化性质、血液的理化性质第二节第二节 血液流动血液流动血液的比重对血液的流变性质产生重大影响。血液的比重对血液的流变性质产生重大影响。血浆的比重：取决于血浆蛋白。血浆的比重：取决于血浆蛋白。血液的比重：取决于血浆、血细胞比重和血细胞比积，血液的比重：取决于血浆、血细胞比重和血细胞比积，即主要决定于红细胞比积，其次是血浆蛋白的含量。即主要决定于红细胞比积，其次是血浆蛋白的含量。红细胞：红细胞：1.098101.098103 3kg.mkg.m-3-3血浆：血浆：1.025101.025103 31.030101.030103 3kg.mkg.m-3-3血液：血液：1.050101.050103 3 1.06010 1.060103 3kg.mkg.m-3-31atm 4C1atm 4C第五十六页，本课件共有97页（2 2）血液的压缩性）血液的压缩性第二节第二节 血液流动血液流动（3 3）血液的沉降率（血沉）血液的沉降率（血沉）因含有较多的细胞颗粒成分，所以因含有较多的细胞颗粒成分，所以可压缩性较小可压缩性较小。因因红细胞和血浆的比重有差异红细胞和血浆的比重有差异，使其缓慢沉降，最终沉，使其缓慢沉降，最终沉淀。淀。静止状态静止状态易下沉易下沉流动状态流动状态不易下沉、悬浮稳定不易下沉、悬浮稳定第五十七页，本课件共有97页（4 4）血液的粘滞性）血液的粘滞性第二节第二节 血液流动血液流动 与水相比与水相比血液的粘滞性为血液的粘滞性为4-54-5，血浆为，血浆为1.6-2.41.6-2.4。全血的粘滞性主要决定于全血的粘滞性主要决定于红细胞数红细胞数，血浆的粘滞性主要，血浆的粘滞性主要决定于血浆蛋白质的含量。决定于血浆蛋白质的含量。血液的粘滞性随血液的粘滞性随血流速度血流速度而发生变化，当血流速度小于而发生变化，当血流速度小于一定限度时，则粘滞性与流速成反变的关系。主要是由于一定限度时，则粘滞性与流速成反变的关系。主要是由于血流缓慢时，红细胞可叠连或聚集，使血液的粘滞性加大血流缓慢时，红细胞可叠连或聚集，使血液的粘滞性加大.第五十八页，本课件共有97页（5 5）血浆渗透压）血浆渗透压第二节第二节 血液流动血液流动渗透压的公式渗透压的公式注意：注意：渗透：水分子从纯水或浓度较低的溶液中通过半透膜渗透：水分子从纯水或浓度较低的溶液中通过半透膜 向浓度较高的溶液中扩散的现象。向浓度较高的溶液中扩散的现象。渗透压：溶液促使水分子从半透膜另一侧向溶液中渗渗透压：溶液促使水分子从半透膜另一侧向溶液中渗 透的力量透的力量公式各量的单位，公式各量的单位，R=8.314J.molR=8.314J.mol-1-1.K.K-1-1；T T绝对温度，单位为绝对温度，单位为K K；C C为为溶液的摩尔浓度，单位为溶液的摩尔浓度，单位为mol.lmol.l-1-1；渗透压的单位为；渗透压的单位为PaPa。当公式中的各量为上述单位时，算出的渗透压的单位是当公式中的各量为上述单位时，算出的渗透压的单位是K PaK Pa。由公式看出，渗透压的大小与溶质微粒的摩尔浓度成正比，而与微粒由公式看出，渗透压的大小与溶质微粒的摩尔浓度成正比，而与微粒的大小和化学性质无关。的大小和化学性质无关。第五十九页，本课件共有97页毫渗透摩尔浓度（毫渗量毫渗透摩尔浓度（毫渗量/升）：升）：mOsm.lmOsm.l-1-1含义：是指含义：是指1 1升溶液中能产生渗透效应的各种溶质微粒的总和。毫渗透升溶液中能产生渗透效应的各种溶质微粒的总和。毫渗透摩尔浓度浓度相同，溶液产生的渗透压一定相同。摩尔浓度浓度相同，溶液产生的渗透压一定相同。第二节第二节 血液流动血液流动血浆渗透压约为血浆渗透压约为300mOsm/kgH300mOsm/kgH2 2O O，相当于，相当于7 7个大气压或个大气压或5330mmHg5330mmHg。晶体渗透压：晶体渗透压：来自于血浆小分子晶体物质，特别是电解质。与组织中的晶体渗来自于血浆小分子晶体物质，特别是电解质。与组织中的晶体渗透压基本相等。透压基本相等。胶体渗透压：由血浆中的蛋白质，特别是白蛋白组成。由于血浆中的蛋白高胶体渗透压：由血浆中的蛋白质，特别是白蛋白组成。由于血浆中的蛋白高于组织，所以血浆胶体渗透压高于组织。于组织，所以血浆胶体渗透压高于组织。血浆蛋白不容易透过血管壁但对于血管内外的水平衡有重要作用。血浆蛋白不容易透过血管壁但对于血管内外的水平衡有重要作用。第六十页，本课件共有97页 等渗溶液和等张溶液：等渗溶液和等张溶液：能使悬浮于其中的红细胞保持正常体积和形状的盐溶液称为能使悬浮于其中的红细胞保持正常体积和形状的盐溶液称为等张溶液等张溶液。所谓所谓“张力张力”实际上是指溶液中不能透过细胞膜的颗粒所造成的渗透压。实际上是指溶液中不能透过细胞膜的颗粒所造成的渗透压。第二节第二节 血液流动血液流动 渗透压与血浆相等的溶液称为渗透压与血浆相等的溶液称为等渗液等渗液。高于或低于血浆渗透压的则称为高于或低于血浆渗透压的则称为高渗液或低渗液高渗液或低渗液。红细胞在低渗液中发生体积和形态的变化，因而出现溶血。红细胞在低渗液中发生体积和形态的变化，因而出现溶血。但不同物质的等渗液不一定都能使红细胞的体积和形态保持正常。但不同物质的等渗液不一定都能使红细胞的体积和形态保持正常。第六十一页，本课件共有97页（6 6）血浆的）血浆的pHpH值值第二节第二节 血液流动血液流动 正常人血液的正常人血液的pHpH值约为值约为7.35-7.407.35-7.40。正常人血浆的正常人血浆的pHpH值约为值约为7.30-7.507.30-7.50。血浆血浆pHpH值主要决定于值主要决定于血浆中主要的缓冲对血浆中主要的缓冲对 NaHCO NaHCO3 3/H/H2 2COCO3 3的比值的比值,通常通常NaHCONaHCO3 3/H/H2 2COCO3 3的比值为的比值为2020。血浆中还有其他缓冲对血浆中还有其他缓冲对 蛋白质钠盐蛋白质钠盐/蛋白质、蛋白质、NaNa2 2HPOHPO4 4/NaH/NaH2 2POPO4 4。第六十二页，本课件共有97页第二节第二节 血液流动血液流动在红细胞内有缓冲对在红细胞内有缓冲对 血红蛋白钾盐血红蛋白钾盐/血红蛋白、氧合血红蛋白钾盐血红蛋白、氧合血红蛋白钾盐/氧合血红蛋白、氧合血红蛋白、K K2 2HPOHPO4 4/KH/KH2 2POPO4 4 、KHCOKHCO3 3/H/H2 2COCO3 3。正常人血细胞的正常人血细胞的pHpH值约为值约为7.40-7.457.40-7.45。第六十三页，本课件共有97页（7 7）血液的电特性：）血液的电特性：因血细胞表面带负电，则电泳时血细胞向阳极移动。因血细胞表面带负电，则电泳时血细胞向阳极移动。第二节第二节 血液流动血液流动血液中溶解许多无机盐的粒子，使血液具有导电性。血液中溶解许多无机盐的粒子，使血液具有导电性。影响血液电阻率的因素：影响血液电阻率的因素：血液的导电性用电阻率或电导率来表示。血液的导电性用电阻率或电导率来表示。与红细胞比积成正比；与红细胞比积成正比；与血浆蛋白的浓度有关，血浆蛋白的浓度越大，电阻率越高；与血浆蛋白的浓度有关，血浆蛋白的浓度越大，电阻率越高；与血液的流动状态有关，流动血液的电阻率较低。与血液的流动状态有关，流动血液的电阻率较低。第六十四页，本课件共有97页 血液的理化性质主要包括以上几点，这血液的理化性质主要包括以上几点，这些理化性质对血液的及其组分的流变性都有些理化性质对血液的及其组分的流变性都有明显影响，反过来，血液的流变性也要影响明显影响，反过来，血液的流变性也要影响血液的理化性质。血液的理化性质。第二节第二节 血液流动血液流动第六十五页，本课件共有97页说明：说明：血液这个特殊悬浮液的特点血液这个特殊悬浮液的特点第二节第二节 血液流动血液流动高浓度高浓度 一般悬浮液：一般悬浮液：3%3%分散粒子间相互作用可以忽略分散粒子间相互作用可以忽略血液：血液：45%45%分散粒子间相互作用可以忽略分散粒子间相互作用可以忽略 易聚集易聚集悬浮粒子有粘弹性悬浮粒子有粘弹性 一般悬浮液：粒子是刚性球状体一般悬浮液：粒子是刚性球状体血液：粒子是粘弹性圆盘状体血液：粒子是粘弹性圆盘状体非均质非均质一般悬浮液：均质一般悬浮液：均质血液：非均质血液：非均质（水（水91%91%无机物和有机物无机物和有机物2%2%蛋白质蛋白质7%7%）第六十六页，本课件共有97页第二节第二节 血液流动血液流动补充：补充：溶液（透明）溶液（透明）颗粒直径颗粒直径1nm1nm以下以下胶体（半透明）颗粒直径胶体（半透明）颗粒直径1100nm1100nm之间之间浊液（不透明）颗粒直径浊液（不透明）颗粒直径100nm100nm以上以上 悬浊液（漂浮）悬浊液（漂浮）乳浊液（沉浮）乳浊液（沉浮）第六十七页，本课件共有97页二、血液的非牛顿特性：二、血液的非牛顿特性：第二节第二节 血液流动血液流动1 1、血粘度随切变率变化、血粘度随切变率变化 右图是血液的粘度随剪变右图是血液的粘度随剪变率的变化关系。率的变化关系。从图可以得出：血液的粘度从图可以得出：血液的粘度随着剪变率的增大而降低。随着剪变率的增大而降低。第六十八页，本课件共有97页当当 时血液粘度时血液粘度迅速降低。迅速降低。当当 时，血时，血液粘度缓慢降低。液粘度缓慢降低。当当 时，血时，血液粘度趋于一定值。呈现液粘度趋于一定值。呈现牛顿流体。牛顿流体。第二节第二节 血液流动血液流动具体地说具体地说第六十九页，本课件共有97页第二节第二节 血液流动血液流动2 2、流动曲线非线性、流动曲线非线性3 3、有屈服应力、有屈服应力流动曲线不过原点流动曲线不过原点 例如，例如，第七十页，本课件共有97页第二节第二节 血液流动血液流动4 4、粘弹性、粘弹性5 5、F-LF-L效应效应应力松弛应力松弛 蠕变蠕变 滞后环滞后环F-LF-L正效应正效应粘度随管径的减小而减小。粘度随管径的减小而减小。d1mmd1mmd1mm时：时：第七十一页，本课件共有97页一般结论：一般结论：第二节第二节 血液流动血液流动血管直径大于血管直径大于1mm1mm，切变率小于，切变率小于0.1S0.1S-1-1时时血液看成均质非牛顿流体血液看成均质非牛顿流体直径大于直径大于1mm1mm，切变率大于，切变率大于100S100S-1-1时时血液看成均质牛顿流体血液看成均质牛顿流体直径小于直径小于1mm1mm血液看成不均质流体血液看成不均质流体第七十二页，本课件共有97页三、血液的非牛顿特性的推测：三、血液的非牛顿特性的推测：导言：血液粘度是血液流变学的重要指标，我们主要从宏观角度来导言：血液粘度是血液流变学的重要指标，我们主要从宏观角度来探讨影响血液粘度的因素。主要有以下几种基本因素。探讨影响血液粘度的因素。主要有以下几种基本因素。第二节第二节 血液流动血液流动1 1、血液的内在因素、血液的内在因素 红细胞的聚集红细胞的聚集呈硬币样重叠杆状聚集体呈硬币样重叠杆状聚集体引起聚集的原因：表面负电荷的减少引起聚集的原因：表面负电荷的减少 表面产生的粘着性物质表面产生的粘着性物质 血浆纤维蛋白长链高分子桥联作用血浆纤维蛋白长链高分子桥联作用第七十三页，本课件共有97页红细胞聚集对血液粘度的影响：红细胞聚集对血液粘度的影响：在低切变率下将使血液的粘度显著提高。在低切变率下将使血液的粘度显著提高。第二节第二节 血液流动血液流动NANA：正常红细胞与：正常红细胞与RingerRinger液组成液组成的悬浮液的悬浮液HA：硬化红细胞与：硬化红细胞与Ringer液组成液组成的悬浮液的悬浮液NPNP：正常血液：正常血液分析：分析：NPNP、NANA、HAHA三种溶液在剪三种溶液在剪变率较低时，其粘度相差很大，变率较低时，其粘度相差很大，原因是什么？原因是什么？第七十四页，本课件共有97页 正常的血液中含有纤维蛋白原和正常的血液中含有纤维蛋白原和球蛋白，具有桥联作用，在低剪变球蛋白，具有桥联作用，在低剪变率下使红细胞形成聚集体，其粘度率下使红细胞形成聚集体，其粘度显著增大。剪应力进一步减小，桥显著增大。剪应力进一步减小，桥联作用更显优势，红细胞聚集程度联作用更显优势，红细胞聚集程度越高，聚集体结构越紧密，粘度自越高，聚集体结构越紧密，粘度自然就高。然就高。而而NANA曲线中的溶液不含纤维蛋白原曲线中的溶液不含纤维蛋白原和球蛋白，里面的红细胞不可能发和球蛋白，里面的红细胞不可能发生聚集，其粘度自然就低。生聚集，其粘度自然就低。可见可见NPNP、NANA两曲线的高度差是由红细胞聚集引两曲线的高度差是由红细胞聚集引起的起的，低剪变率下的粘度表征的是红，低剪变率下的粘度表征的是红细胞的聚集性。细胞的聚集性。第二节第二节 血液流动血液流动第七十五页，本课件共有97页第二节第二节 血液流动血液流动红细胞的变形红细胞的变形红细胞具有很强的变形能力红细胞具有很强的变形能力新鲜的红细胞新鲜的红细胞易于变形易于变形 硬化的红细胞硬化的红细胞不易于变形不易于变形 红细胞变形性对血液粘度的红细胞变形性对血液粘度的影响：影响：在高切变率下将使血液的在高切变率下将使血液的粘度显著降低。粘度显著降低。第七十六页，本课件共有97页红细胞压积红细胞压积HCTHCT（测量值）：（测量值）：注意与红细胞比积的差别。注意与红细胞比积的差别。第二节第二节 血液流动血液流动血细胞的压积血细胞的压积影响红细胞压积影响红细胞压积HCTHCT的因素：的因素：海拔高度海拔高度吸烟吸烟酒精酒精心理因素心理因素温度温度第七十七页，本课件共有97页从图中可以看出从图中可以看出在任一剪变率下，红细胞在任一剪变率下，红细胞 压积越大，血液的粘度越压积越大，血液的粘度越大，且呈指数规律增大。大，且呈指数规律增大。固化的红细胞很难流动。固化的红细胞很难流动。而正常的红细胞在高压积的而正常的红细胞在高压积的情况下流动性仍然很好，这情况下流动性仍然很好，这与红细胞的可变形性好有关。与红细胞的可变形性好有关。第二节第二节 血液流动血液流动红细胞压积对血液粘度的影响：红细胞压积对血液粘度的影响：第七十八页，本课件共有97页血浆作为血液的悬浮剂，其粘度必然影响全血的粘度。血浆作为血液的悬浮剂，其粘度必然影响全血的粘度。第二节第二节 血液流动血液流动血浆粘度血浆粘度血浆粘度大，血液的粘度亦增大。血浆粘度大，血液的粘度亦增大。（血浆的粘度决定于血浆蛋白含量的多少。血浆蛋白含量越多，（血浆的粘度决定于血浆蛋白含量的多少。血浆蛋白含量越多，血浆粘度越大。）血浆粘度越大。）血浆中的蛋白质与血细胞发生桥联作用也影响血液的粘度。血浆中的蛋白质与血细胞发生桥联作用也影响血液的粘度。第七十九页，本课件共有97页第二节第二节 血液流动血液流动血浆各种成分之间的作用血浆各种成分之间的作用血细胞之间的作用血细胞之间的作用血细胞与血浆之间的作用血细胞与血浆之间的作用 第八十页，本课件共有97页2 2、血液的外在因素、血液的外在因素 第二节第二节 血液