余曉輝 :血流的物理分析模型
- 作者:
- 安徽新天源建設(shè)咨詢有限公司
- 最后修訂:
- 2020-12-21 15:34:09
摘要:
1.1 液阻
設(shè)血壓為U,血流量為I,約定:
U = IR
其中R為新定義的參量,該約定即為其定義式。R可以稱為液阻,這一概念和電阻類似。
1.2 液容
根據(jù)熱力學(xué)理論,體積變化時(shí)所做的功為
ΔΦ =UΔV
其中ΔΦ為所做的功,U為壓強(qiáng),ΔV為體積變化量,設(shè)時(shí)間為Δt,則功率
血流量的輸出功率與心臟的功能有關(guān),血流量I的大小也和心臟的功能有一定關(guān)系。
定義:
C可稱為液容。對(duì)于局部組織間隙(包括血管),液體的容積增量V與液體的靜壓增量U的比值即為液容(平均值)。所以:。
顯然,當(dāng)局部組織的液體靜壓U升高時(shí),液體的容積V也隨之升高。譬如,當(dāng)組織液靜壓升高時(shí)必然使組織液容量增加,組織液因此滯留。液容C是一個(gè)普遍存在的參量,不僅組織間隙,血管也同樣存在液容。由于存在液容,當(dāng)血壓升高時(shí),血管將擴(kuò)張,血管內(nèi)血液的容量將增加,這是一個(gè)血管充血液過(guò)程;當(dāng)血壓降低時(shí),血管收縮,血管內(nèi)血液的容量將減少,這是血管釋放血液的過(guò)程。
2.1 血壓分析
2.1.1 收縮期回路
血壓能影響血管擴(kuò)張,影響組織液靜壓,影響血液循環(huán)和組織液回流,影響細(xì)胞氧化代謝強(qiáng)度,并能影響局部組織增生。不同的疾病有不同的血壓變化特征,并且血壓是能直接測(cè)量的物理量,所以深入分析血壓變化特點(diǎn)很有必要。
任何一段血管都可以看成是血流液阻和液容的并聯(lián)。
下圖是心臟收縮期回路簡(jiǎn)單模擬,血管的狀態(tài)用R和C簡(jiǎn)單并聯(lián)表示。由于血管各處都存在液容,實(shí)際的情況可能很復(fù)雜,但用簡(jiǎn)單參數(shù)分析,也同樣能反映血液循環(huán)的一些特性。為了分析的方便,將心臟射血輸出量近似為恒流源。
2.1.2 舒張期回路
接下來(lái)看看舒張期情況。下圖是舒張期回路,儲(chǔ)存在液容(血管)中的血液將通過(guò)回路釋放。
2.1.3 整個(gè)心動(dòng)周期分析
設(shè)心臟的工作狀態(tài)非常穩(wěn)定,心動(dòng)周期為T = T1 + T2,則根據(jù)(7-3)式和(7-6)式,有