血液流变学PPT精品课程课件讲义

1930年，Binhan首先提出流变的概念，即在应力的作用下，物体可
产生流动与变形。
1951年，提出研究血液及其有形成分的流动性与形变规律的流
变叫血液流变学(hemorheology)。
目前研究全血在各切变率下的表现粘度称为宏观流变学，而研究血液有形
成分的流变学特性，如红细胞的变形、聚集、表面电荷等，称为血细胞流变 学(cellular hemorheology)。近年来，发展到从分子水平研究血液成分的流变特 性，如红细胞膜中骨架蛋白、膜磷脂对红细胞流变性的影响，血浆分子成分 对血浆粘度的影响等，这些属于分子血液流变学(molecullar hemorheology)。
于高分子熔体或浓溶液，其值大得多，甚至可超过10。一般来说，
模片胀大率是流动速率与毛细管长度的函数。模片胀大现象，在 口模设计中十分重要。聚合物熔体从一根矩形截面的管口流出时， 管截面长边处的胀大，比短边处的胀大更加显著。尤其在管截面
的长边中央胀得最大。因此，如果要求生产出的产品的截面是矩
形的，口模的形状就不能是矩形，而必须是四边中间都凹进去的 形状。
都不要，将装满该液体的烧杯微倾，使液体流下，该过程一
旦开始，就不会中止，直到杯中液体都流光。这种无管虹吸 的特性，是合成纤维具备可纺性的基础。
湍流减阻
非牛顿流体显示出的另一奇妙性质，是湍流减阻。人们 观察到，如果在牛顿流体中加入少量聚合物，则在给定的速 率下，可以看到显著的压差降低。湍流一直是困扰理论物理 和流体力学界未解决的难题。然而在牛顿流体中加入少量高 聚物添加剂，却出现了减阻效应。有人报告：在加入高聚物
牛顿流体。人身上血液、淋巴液、囊液等多种体液，以及像细
胞质那样的“半流体”都属于非牛顿流体。
非牛顿流体的特性
A
射流胀大（也称Barus效应，或Merrington效应）
B
爬杆效应（也称为Weissenberg效应）
C
无管缸吸或开口虹吸
D
湍流减阻（也称Toms效应）
2018/7/19
射流胀大
如果非牛顿流体被迫从一个大容器，流进一根毛细管，再从 毛细管流出时，可发现射流的直径比毛细管的直径大。射流的直 径与毛细管直径之比，称为模片胀大率（或称为挤出物胀大比）。 对牛顿流体，它依赖于雷诺数，其值约在0.88～1.12之间。而对
检测原理
2018/7/19
血流变学之粘度测定方法
血粘度的测定是血流变学检验的重点， 也是难点。目前测定血粘度的方法主要 有两种：毛细管法和旋转法。两者测定 的原理和理论依据也不相同。
• 毛细管法是最初的血粘度测定方法，毛细管法测 血粘度的测定的理论依据是泊肃叶定律：流量与 管道两端的压力差、管道半径成正比，并与管道 长度和流体粘度成反比。
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血液流变学
主讲：XX XX
凡大医治病，必当安神
定志，无欲无求，先发大慈恻 隐之心，誓愿普救含灵之苦。
- - 孙思邈
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Hale Waihona Puke 内容• 基本概念 • 检测原理 • 临床意义
• 结果判读
基本概念
2018/7/19
一、牛顿流体和非牛顿流体
牛顿流体：
任一点上的剪应力都同剪切变形速率呈线性函数关 系的流体称为牛顿流体。最简单的牛顿流体流动是两个 无限平板以相对速度U相互平行运动时，两板间粘性流 体的低速定常剪切运动（或库埃特流动）。自然界中许 多流体是牛顿流体。水、酒精等大多数纯液体、轻质油、 低分子化合物溶液以及低速流动的气体等均为牛顿流体。
血液粘度对切变率的依赖关系
一般来说，在一定的切变率(shear rate)范围内(200S/1以下)，血液粘度 (blood viscosity)随切变率增高而降低，表现出非牛顿型流体的粘度特性，这主 要是因为随着切变率增高、流速加快，聚集的红细胞团块在不断增大的切应 力(shear stress)作用下逐渐分散、变形和向轴集中以及血浆大分子蛋白质的分 子取向(所谓取向，是指分子的长轴与血液流动的方向一致)，这些变化都能减 小流动阻力，使血液粘度降低。但是，当切变率超过200S-1时，上述变化已经 达到最大限度，不可能再随切变率增高而继续改变，此时，血液粘度不再降 低，呈现出牛顿型流体的粘度特征。此外，血浆内虽然含有各种大分子蛋白 质，但由于其含量相对较少，尚不足以使血浆粘度对切变率产生依赖关系， 因此血浆粘度只具有牛顿型流体的粘度特征。
必须考虑爬杆效应的影响。同样，在设计非牛顿流体的输 运泵时，也应考虑和利用这一效应。
无管缸吸或开口虹吸
对于牛顿流体来说，在虹吸实验时，如果将虹吸管提离液 面，虹吸马上就会停止。但对高分子液体，如聚异丁烯的汽 油溶液和百分之一的POX水溶液，或聚醣在水中的轻微凝肢体 系等，都很容易表演无管虹吸实验。将管子慢慢地从容器拨 起时，可以看到虽然管子己不再插在液体里，液体仍源源不 断地从杯中抽出，继续流进管里。甚至更简单些，连虹吸管
式中
为剪应力；
为剪切变形速率； μ 为
流体动力粘性系数（即粘度）。这就是著名的牛 顿粘性定律。凡是符合此定律的流体称为牛顿流 体，否则是非牛顿流体
非牛顿流体
是指不满足牛顿黏性实验定律的流体，即其剪应力与剪切
生产和大自然之中。绝大多数生物流体都属于现在所定义的非
应变率之间不是线性关系的流体。非牛顿流体广泛存在于生活、
添加剂后，测得猝发周期加大了，认为是高分子链的作用。
虽然湍流减阻效应的道理尚未弄得很清楚，却己有不错的应 用。在消防水中添加少量聚乙烯氧化物，可使消防车龙头喷 出的水的扬程提高一倍以上。应用高聚物添加剂，还能改善 气蚀发生过程及其破坏作用。
二、血液流变学
血液流变学是一门新兴的生物力学及生物流变学 分支，是研究血液宏观流动性质，人和动物体内血液 流动和细胞变形，以及血液与血管、心脏之间相互作 用，血细胞流动性质及生物化学成分的一门科学。它 是近二十年来才发展成为一门独立的新兴的边缘学科。
爬杆效应
1944年Weissenberg在英国伦敦帝国学院，公开表演了 一个有趣的实验：在一只有黏弹性流体（非牛顿流体的一
种）的烧杯里，旋转实验杆。对于牛顿流体，由于离心力
的作用，液面将呈凹形；而对于黏弹性流体，却向杯中心 流动，并沿杆向上爬，液面变成凸形，甚至在实验杆旋转
速度很低时，也可以观察到这一现象。在设计混合器时，