血流动力学
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血流动力学计算公式一、血流量(Q)相关公式。
1. 泊肃叶定律(Poiseuille's law)- 对于层流状态下的液体(血液近似看作牛顿流体在某些情况下可适用此定律)通过刚性圆管(血管可近似看作圆管)时,血流量Q=frac{π r^4Δ P}{8eta L}。
- 其中r为血管半径,Δ P为血管两端的压力差,eta为血液粘滞度,L为血管长度。
- 这个公式表明血流量与血管半径的四次方成正比,与血管两端压力差成正比,与血液粘滞度和血管长度成反比。
例如,当血管半径减小一半时,血流量将减小为原来的(1)/(16),这体现了血管半径对血流量的巨大影响。
2. 根据血流速度计算血流量。
- 血流量Q = V× A。
- 其中V是血流速度,A是血管横截面积。
在血管中,由于不同部位血管横截面积不同,血流速度会发生变化以保证血流量的相对稳定(根据连续性方程)。
例如在主动脉中血流速度较快,而在毛细血管中血流速度很慢,但总体血流量在正常生理状态下保持相对稳定。
二、血流阻力(R)相关公式。
1. 血流阻力公式。
- R=(8eta L)/(π r^4)。
- 由泊肃叶定律Q=frac{π r^4Δ P}{8eta L}变形可得Δ P = Q× R,这里R就是血流阻力。
血流阻力与血液粘滞度和血管长度成正比,与血管半径的四次方成反比。
- 在生理状态下,小动脉和微动脉是产生外周阻力的主要部位,因为它们的半径小,对血流阻力的影响较大。
当小动脉收缩时,半径减小,血流阻力增大,会导致血压升高(根据Δ P = Q× R,在血流量相对稳定时)。
三、血压(BP)相关公式。
1. 欧姆定律类比(血压、血流和血流阻力关系)- Δ P = Q× R。
- 这一公式类似于电学中的欧姆定律V = IR,这里Δ P相当于电压(压力差),Q相当于电流(血流量),R相当于电阻(血流阻力)。
在心血管系统中,血压差是推动血液流动的动力,血流阻力会影响血压的变化。