三班课件供补充23血液流变学

1、广州医科大学附属第二医院广州医科大学附属第二医院 林桢（林桢（10503011050301）hemorheology 1951年，在美国物理学会第25届年会上，Copley提出“血液流变学(hemorheology)”一词，并把它定义为“血液流变学是从宏观、微观以至亚微观水平研究血细胞及血浆成分的变形与流动性质，并包括与血液直接接触的血管的流变性质”。这一定义以简洁的语言科学地描述了学科的研究范畴、层次、对象和方法，奠定了血液流变学理论的基础 1.最先从事的是宏观血液流变学的研究，即把血液视为连续介质，研究全血在各种流动条件下的表观粘度、血浆粘度、血液及管壁的应力分布。2.然后，在细胞水平上研

2、究血液流变性，尤其是红细胞的可变形性、聚集性、红细胞表面电荷、白细胞的流变性，如白细胞的变形性、白细胞在微循环中的影响作用、与内皮细胞相互作用、白细胞的趋边、粘附特性、血小板的流变与聚集性等等。这就是细胞流变学。 3.近年来，从分子水平研究血液成分的流变性，即分子血液流变学的研究也有很大进展， 物理学，化学生物学流变学生物物理学和生物化学生物流变学医学基础医学学临床医学血液流变学分子血液流变学临床血液流变学一一.血液流变学的定义和研究范畴血液流变学的定义和研究范畴 二、血液流变学研究的重点二、血液流变学研究的重点（一）实验室检查方面 检测指标的建立，常用的实验室指标要反映：（1）血液粘度，包括

3、全血粘度和血浆粘度两类。（2）红细胞的聚集性和红细胞的变形性。（3）血小板的粘附性和聚集性。（4）血浆纤维蛋白原，球蛋白和血脂成分的检测。 （二） 血液流变学在临床医学中应用1、阐明血液流变学异常在某些疾病的病因和发病机制中所起的作用。2、根据血液流变学变化预测某些疾病发生的可能性。 3、血液流变学参数可做为某些疾病诊断的辅助指标。4、观察药物治疗前后血液流变学的变化，评价药物的疗效，探索新的治疗方法。 血液流变学是专门研究血液流动、血球变化规律的新的医学分析学科。近十年来，在国内受到生物力学界、工程技术和医学知识界的普遍重视。 血液流变学研究的内容包括人体内血液循环和微循环、血液流量、流速及

4、流态、红细胞的变形及聚集、血小板的聚集即血液的流动性及凝固性、血液的有形成分及心脑血管的变形性和弹性等。血液流变学的研究主要为治疗、诊断和预后提供依据。 血液流变学首先要研究全血的流变特性。 1.血液是一个悬浮系统：有形成分和无形成分 2.是研究红细胞的流变特性，还有白细胞和血小板的流变特性； 3.血液流变学是研究微循环的流变学，即毛细血管网中血液的流变特性，白细胞如何分布在流动着的毛细血管血流中 4.血液流变学还研究血管的流变学特征，即毛细血管外间隙中组织液和淋巴液的流变学。 u 宏观血液流变学宏观血液流变学 它把血液看作连续介质，研究全血在各种切变率下的表观粘度、血浆粘度、血液密度以及血管

5、壁上的切应力分布。u 细胞血液流变学细胞血液流变学 在细胞水平上研究血液流变特性。u 分子血液流变学分子血液流变学 在分子水平上研究血液成分的流变特性。如研究钙离子与红细胞膜糖蛋白之间的相互作用，血浆蛋白各种成分对血浆粘度的影响等等u 普通血液流变学普通血液流变学 研究宏观血液流变学，细胞血液流变学和分子血液流变的相互关系一 血管性疾病1 高血压，2 脑卒中（一过性脑缺血发作，脑血栓，脑出血），3 冠心病（心绞痛，急性心肌梗塞），4 周围血管病（下肢深静脉血栓，脉管炎，眼视网膜血管病等）。二 代谢性疾病1 糖尿病，2 高脂蛋白血症，3 高纤维蛋白血症，4 高球蛋白血症。三 血液病1 原发性和继

6、发性红细胞增多症，2 原发性和继发性血小板增多症，3 白血病，4 多发性骨髓瘤。四 其他1 休克，脏器衰竭，器官移植，慢性肝炎，肺心病，抑郁性精神病。2 中医范围中的血瘀症等 一 血管性疾病1 高血压，2 脑卒中（一过性脑缺血发作，脑血栓，脑出血），3 冠心病（心绞痛，急性心肌梗塞），4 周围血管病（下肢深静脉血栓，脉管炎，眼视网膜血管病等）。二 代谢性疾病1 糖尿病，2 高脂蛋白血症，3 高纤维蛋白血症，4 高球蛋白血症。三 血液病1 原发性和继发性红细胞增多症，2 原发性和继发性血小板增多症，3 白血病，4 多发性骨髓瘤。四 其他1 休克，脏器衰竭，器官移植，慢性肝炎，肺心病，抑郁性精神病

7、。2 中医范围中的血瘀症等一、基本知识一、基本知识1、血液流动形式是中央流速快，周边流速慢的套管式流动。2、所谓套管式流动实际上是一种分层运动，又称层流. 3、剪切应力:在单位面积上所承受的切变应力，用 t表示。其计量单位是达因/平方厘米，用Pa（帕斯卡） 4、切变率:快慢两层之间的速度差和距离差,公式是 速度差（cm/s） 切变率(g) = - 距离差（cm）计量单位是 1/秒（s-1）,切变率高，液体流速快。5、粘度与粘度与牛顿的粘度定律：牛顿的粘度定律：粘度（viscosity）： 剪切应力(t) 帕斯卡(Pa)粘度（）= - = - 切变率(g) 秒-1(S-1)牛顿将粘度-作为衡量液

8、体流动时的内摩擦力或阻力。非牛顿液体:粘度是随切变率的变化而变化牛顿液体:粘度与切变率无关，只和液体性质和温度有关。 6.表观粘度（表观粘度（apparent viscosityapparent viscosity）:在特定切变率下测定出来的粘度。由于全血中含有大量的红细胞，红细胞的数量显然对全血粘度构成非常重要的影响，实际上全血粘度与红细胞比积关系很大 7.还原粘度还原粘度(reduced viscosity):为克服红细胞比积对全血粘度的影响，使不同个体之间的全血粘度有可比性，将不同个体的全血粘度都以红细胞比积1%时来表示。 8.泊萧叶定律：泊萧叶定律：法国物理学家泊萧叶在研究液体在管道中

9、流量发现通过某一管道的液体量符合以下公式：R2P t Q = - 8 L R2P t则粘度的公式： =- Q8 L9.比粘度：比粘度：假设我们让两种液体通过同一根毛细管，而且流量也相同。则依据泊萧叶定律符合 t1 t2 1 t1Q1=Q2= - = - -=- 1 22 t2R2P t Q = - 8 L 二、检测技术和检测项目二、检测技术和检测项目 粘度粘度1.全血粘度方法:悬丝法和锥板法悬丝粘度计悬丝粘度计：技术关键是悬丝的设计和制造。 最准确和精密，唯一能做到1S-1锥板式锥板式： 技术关键是锥板的抛光技术。悬丝粘度计悬丝粘度计： 锥板式粘度计锥板式粘度计锥板式粘度计锥板式粘度计宝石支撑

10、轴感应，切变率全程自动设定；宝石支撑轴感应，切变率全程自动设定；普利生普利生LBY-N6锥锥板式粘度计板式粘度计锥板的抛光技术是关键机器工作时产生轴间摩擦力造成误差测不准切变率10S-1以下的全血 粘度。国际血液学标准化委员会会指出锥板式 粘度计只适合10S-1150S-1范围全血粘度的测量 全血粘度测定标准：国际血液学标准化委员会规定高切变率应当在150s-1，中变率应当在50-6 0 s- 1， 低 变 率 应 当 在 1 - 5 s- 1。粘度与红细胞聚集及变形性的关系：低切变率-红细胞易聚集；高 切 变 率 - - - - - - 红 细 胞 易 变 形。2.血浆粘度测定：规定在高切变

11、率下（100 -120 s-1）范围测定。采用毛细管法或悬丝法。毛细管式粘度计 适用血浆等牛顿液体的测定，难于反映血液等非牛顿液体的粘度特性 转盘式血液流变仪独特动力学系统实现血液的非牛顿流体特性曲线在切变率连续变化下的一次测量。（二）红细胞流变性（二）红细胞流变性 1、红细胞聚集性低切变率，最好是1s-1条件下全血粘度。红细胞聚集指数。血沉（ESR）和血沉方程K值 血沉测定值 血沉K值 = - -（血浆比积+en红细胞比积） 血沉血沉 血沉血沉K值值 红细胞聚集性红细胞聚集性 高 高 高 高 正常 正常 正常 高 高 正常 正常 正常红细胞电泳率：红细胞电泳仪，在显微镜下观察和计算红细胞泳动

12、的速度 。红细胞电泳指数：通过数学公式推导 RBC泳动的距离（mm）红细胞电泳速度（U）= - 20个RBC通过平均时间（s） 红细胞电泳速度（U）红细胞电泳率(V)(EPM)= -电场强度（E，V/cm）2、红细胞变形性 （1）粘度法高切变率1501s-1条件下全血粘度。红细胞变形指数和刚性指数。TK=r0.4-1/r0.4 .Ht，式中r为血液的相对粘度，Ht为红细胞比容，TK示红细胞刚性值，TK值越大，表示变形性越差。 （2）微孔滤膜滤过法：红细胞滤过指数IF t1 1IF= ( -1) - tb Hct t1:RBC悬液通过滤膜的时间 tb：缓冲液通过滤膜的时间 IF越大，红细胞变形性

13、越差。 （3）激光衍射法：激光照射高切变率下变 形RBC ，直接观察RBC的形态变化，可计算RBC体积的长径和横径直接反映RBC 变形情况。两轴长度相差越大，表示变形性能越好 三、影响血液流变学检测指标结果的因素三、影响血液流变学检测指标结果的因素（一）影响全血粘度的因素血细胞因素：血浆因素其他因素： 1、红细胞因素： 红细胞比积:10%80%之间，成正相关之间，成正相关 红细胞大小 红细胞变形性 红细胞聚集性2、血小板因素：血小板内粘度大于红细胞 3、白细胞因素：白细胞内粘度大于红细胞 血细胞因素： 血浆因素：纤维蛋白原-影响最大 球蛋白 血脂质 糖类 凝血系统 抗凝 纤容系统 血容量血浆粘

14、度随血容量减少而增高 其他因素： 1、温度效应：血浆粘度随温度增高而降低2、年龄和性别 3、PH和渗透压:PH下降和渗透压的升高导致 RBC内粘度升高，导致变形性下降 4、切变速度和切变时间 5、血管壁和血管直径 （二）影响血浆粘度的因素 纤维蛋白原-影响最大 球蛋白 血脂质 糖类 凝血系统 抗凝 纤容系统 血容量 温度 四、血液流变学参数临床应用四、血液流变学参数临床应用 与健康人比较，分析发病机制，提供诊断 中，老年健康体检指标，预测心脑血管病发生的可能性；恶性肿瘤病人:血浆黏度，血液黏度和红细胞聚集性均不同程度有所增高。 观察治疗过程中各参数变化规律，分析治疗原理和效果： （1）抗凝治疗

15、和溶栓治疗，（2）稀释疗法和减粘治疗，（3）光量子，激光以及光电理疗， （4）体外洗血疗法。 筛选药物。 五、血液流变学检测结果分析五、血液流变学检测结果分析（一）参考值的建立 原因： 目前检测仪器缺乏全行业统一 各厂家仪器不同(原理/检测过程/参数规定） 血液流变学操作无统一标准，难于制备质控品或标准品 具体操作：本地区50岁健康男女各60人，无高血压，心脑血管病，糖尿病，血液病，慢支等重要慢性 疾病史，血脂，血糖，血沉，肝肾功能以及血清蛋白电泳正常，体重标准范围内。 （二）结果分析 血粘度降低： 血液稀释化:大量失血后机体体液代偿和医源性补偿所致 常见仪器或抽血错误。 结合红细胞压积：降低

16、,结果可靠性较大 压积正常要多检查一下血浆粘度下降对全血粘度有影响，但不大。 高、中、低切：患者低切变率下全血表观粘度和还原粘度增高红细胞聚集指数和红细胞电泳指数增高表明该患者存在红细胞聚集性增高患者高切变率下全血表观粘度和还原粘度增高红细胞变形指数和红细胞刚性指数增高表明患者存在红细胞变形性减低这里举个实际例子：患者男性，60岁，患II型糖尿病3年。最近一次检查空腹血糖8.25mmol/L（148mg/dl），糖化血红蛋白7.9%，血清TC 240mg/dl，TG 150mg/dl。血液流变学检查如下： - 检测项目 测定值 参考范围 -全血表观粘度 200 s-1 4.43 3.51-4.

17、67 30 s-1 6.38 4.67-6.035 s-1 12.37 8.36-9.721 s-1 31.24 18.25-21.81血浆粘度 100 s-1 1.62 1.14-1.38 红细胞比积 0.44 0.40-0.49全血高切还原粘度 7.80 5.12-9.18全血低切还原粘度 68.73 35.20-52.03红细胞刚性指数 3.94 3.14-7.75红细胞聚集指数 7.05 3.91-6.21全血高切相对粘度 2.73 2.54-4.10全血低切相对粘度 19.28 13.22-19.13红细胞变形指数（TK） 0.75 0.64-1.08 -检测结果表明：该患者主要是红

18、细胞的聚集性增高所造成的低切变率下的全血粘度增高，此外血浆粘度也偏高（可能与血脂增高有关）。六、血液粘度测定的质量控制六、血液粘度测定的质量控制仪器质量 粘度计规格 旋转法：切变率1-200S-1 毛细管：测血液粘度的内径300um 测血浆粘度的内径500um 管长/管径200灵敏度旋转法：低切能分辨HCT相差0.01表观粘度高切须分辨HCT相差0.02表观粘度毛细管：用已知粘度的牛顿油监测精密度：低切CV5%；高切CV2%标本采集和处理 采血时间： 历次采集时间一致：11 00 am和8 00 pm有两次高峰。 采血前一天晚餐低脂素食忌食海鲜肉类及牛奶、 豆浆等富脂类食物，以免引起胆固醇药物禁忌 忌烟酒、妇女避免月经期。采血时间要避开生物节律高峰 药物禁忌： 溶栓抗凝药、 降脂药、 活血化瘀类中药、 阿司匹林制剂等， 检验前3天停用。禁止烟酒：大量饮酒使红细胞滤过能力降低，血浆和全血粘度升高。吸烟释放出的尼古丁可使碳氧血红蛋白增多、血液滤过性降低。 采