血流的产生

心脏收缩产生的能量推动血液在机体流动。动脉内的血流取决于两个因素：①可用于驱动血流的能量；②血管系统产生的血流阻力。

科学家Daniel Bernoulli（1700—1782）提出产生血流的总流体能量由3个部分组成：

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压力能（p）——是指液体的压力，在血流中，其随心脏的收缩和主动脉的扩张而有所不同。

● 动能（KE）——是由于血液的运动产生的。动能的大小决定于血液的密度（ρ）和速度（V）：

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重力势能——是指一定体积的血液由于其与参照点（通常为心脏）之间有一定的高度差，在重力作用下具有的做功能力。

重力势能（ρgh）相当于静水压，但是其方向相反（即为-ρgh）。例如，当人体处于站立位（图5-1A）时，由于静水压的缘故，所测得的血压较卧位（图5-1B）高。以心脏作为参照点，足部位于心脏以下，静水压为正值。如果将手举起，其位于心脏以上，则静水压为负值，这就导致静脉塌陷，而此时手臂的动脉压低于其在心脏水平时的动脉压。流体的总能量如下：

图5-1　站立位和仰卧位时动静脉压力的图解
在直立位时静水压的组成如图A右侧所示

图5-2　血流通过狭窄通道时能量丢失示意图
KE.动能。［Oates（ed），Cardiovascular Haemodynamics and Doppler Waveforms Explained，2008.Cambridge University Press］

图5-2显示的是连续流体经过理想狭窄管腔时0其总能量、动能和势能的变化。通常情况下，与压力能相比，动能只占总能量的一小部分。当液体流经有狭窄的管腔时，在狭窄部位液体的速度加快。由于经过狭窄处时液体的流速增加，其动能增加，而势能（即压力）降低。狭窄处的压力比狭窄前管内的压力要低。随着液体流过狭窄处，其速度再次下降，动能又转化为势能（压力），势能增加。通过狭窄处时，能量会损失（图5-2），能量损失的程度取决于狭窄处的几何形状及其狭窄的程度（Oates，2008）。在正常动脉中，从血液离开心脏到达四肢和各个器官的过程中，其能量损失量很小，远端小动脉的平均动脉压仅稍微低于主动脉压。但是当存在明显的动脉疾病时，能量可能会在明显狭窄处或者闭塞周围的侧支循环显著损失，这就导致了远端组织的血流量和组织灌注减少。由于在狭窄处的进口和出口会损失大量的压力，所以一条动脉两个相邻的狭窄会比仅一个狭窄所损失的能量来得显著。