1、心血管血流动力学研究的特点心血管血流动力学研究的特点生命运动是最复杂的运动，生物体问题的这种特殊复杂性，血流变分析仪使心血管血流动力学的研究，具有许多新特点。一、心血管血液流动的若干特殊性血液流动与一般的工程流动问题，虽有许多共同的规律，但也有不少特殊的地方，使问题变得更为复杂和难于处理。流动介质特殊 血液是非牛顿流体，具有复杂的粘弹流变特性，只有在某些特定条件下才可把它近似地看作牛顿流体；在大血管中可以看作均相连续介质，而在小血管中则应作为二相流处理，在毛细血管中则是一种由成串挤过血管的红细胞隔开的血浆“团流”。动力条件特殊 心血管血流是脉动流，系统呈非线性；流动参数变化范围很大，例如雷诺数
2、的量级从 到因而不同部位的血液流动规律可能大不相同。边界条件特殊 血管是血流的一种“可动边界”，与流动互相耦联；管道具有复杂的网络结构；从大血管到毛细血管，直径变化范围很大，从几公分到几微米；血管壁具有复杂的粘弹流变性质；不同部位的血管也不一样，如动脉是压力管，而静脉管则具有可塌陷性质。活体的血管系统有一套生理的自动调节功能，使上述三方面的情况变得更为复杂。二、心脏壁和血管壁材料的力学性质的复杂性它们作为血液流动边界，不仅是“可动”的，而且是“能动收缩”的。心肌和血管平滑肌在“存活”与“死亡”状态、“在体”与“离体”状态、“麻醉”与 “非麻醉”状态，血流变其特性有很大差别。测试数据对实验条件和
3、方法有显著依赖性，数据的个体分散性也比较大。特别是心肌更为复杂，目前尚不清楚心肌在生理的活化状态下的真实流变特性及其内部的应力分布。无论是对心肌还是血管平滑肌，至今都未找到其能动收缩的本构方程。但没有这些本构方程，关于心脏力学、循环血液的流动与控制的严格理论就很难得到发展。三、实验研究的特殊地位理论与实验的结合对一切科学领域都是带根本性的。理论分析有助于设计可靠的实验，也有助于科学地解释实验结果，从根本上揭示过程的机理，其重要性一般不容易被忽视。但在生物力学、心血管动力学中，实验研究的特殊重要性却并不是所有人都有足够认识的。由于活体生物材料的复杂性，特别是粘弹性和非线性，仅仅模型的提取就是一个
4、相当困难的问题。正因为复杂而不得不进行必要的简化，而简化的结果又是否可信可用？这只能通过模拟实验、动物试验、在体测试等来验证。因而生物力学的理论研究，始终要以模拟真实活体条件的精细实验来配合，否则，得出的分析解或数值解的正确性，人们是不会相信的。另一方面，心血管血流动力学乃至整个生物力学，目前还未完全超出初期发展阶段，许多问题还无法用理论方法求解，甚至还没有建立理论，更需要直接依靠体外或在体实验来取得数据，用曲线、四、研究工作的跨学科综合性心血管血流动力学研究，决不是单纯流体力学在心血管领域的应用。血流变这是因为心血管血流动力学问题不单有力学效应，还有其他物理、化学、生理、病理等效应及其相互耦联问题，因而处理问题常要涉及多学科的知识；另一方面，心血管动力学研究虽然主要应用力学原理和方法，但又不局限于此，常常结合和借用其他学科的某些原理和方法来更有效地解决问题。
