血流变新进展

血液流变学检测的新进展,北京众驰伟业科技发展有限公司,杨军京,前 言,血液流变学检测在临床日益广泛的应用及其越 来越重要的地位体内血液粘度异常改变是一种基本的生理病理 反映，也是了解健康状态的重要信息在预防医学、老年医学、亚健康等领域越来越 显示出重要的意义,血液流变学研究意义,1、生理意义：血液粘度增高与降低，直接关系着人体组织血液供应的减少与增加，从而直接影响人体组织的器官的代谢及功能状态。另一方面，对出血后止血有重要生理意义。,2、病理意义：当人体患病时，影响血液粘度变化，导致“血液高粘滞综合症”。这种综合症是多种病理过程的中间过程或者“桥梁”，而且往往出现“单行线桥”现象，即一旦出现某种程度的高粘滞综合症，则通过正反馈方式而扩大，使缺血缺氧更趋严重。,4、目前，尚没有能替代物理检测血液粘度的更好方法 因此，血液流变检测不仅对于相关疾病的诊断和早期预防有良好的临床应用价值，其检测方法也是目前不可替代的， 我们应该予以正确认识和重视。,3、亚健康：血液粘度的增高使血液循环速度减缓，新陈代谢功能降低，导致人体处于 “即无疾病又无精力”的状态，即：亚健康状态。 “轻预防重治疗” 是对健康认识的误区，通过改善血流变，可促使亚健康状 态转向健康状态。因此 ，血液流变学对人体亚健康状态也起着重要的揭示和指导作用。,血液流变学的基本概念血液流变的检测和质量控制血液流变检测的新进展,一、血液流变学的基本概念,研究血液及组成成分的流动与变形规律的学科称为血液流变学，它是生物流变学的一个分支。按其研究范围可以分为：宏观血液流变学、细胞流变学、分子流变学等。,1、层流：流体在管道中流动时，并不是一种整 体的运动，而是分为许多层次进行运 动，各层之间的速度是不同的 。,2、粘性：由于层流之间存在相对运动，任意两 接触面上就会产生磨擦力，流体具有 内摩擦力的这种性质称为粘性。,3、粘度（ ） ：粘度是量度流体粘性大小的物理量，流 体粘度越大，流动性越小。(mPa.s)4、切变率：流体在剪应力作用下发生变化的速率，称为 剪变率。( S-1 )5、切应力：流层在单位面积上所受到剪切发生应变的 力，称为剪应力。,6、牛顿流体：当温度一定时，流体所受的剪应力与速度梯度成一种线性比例关系，符合牛顿粘性定律，这样的流体称为牛顿流体。如:水、酒精、血浆等。 特性：该流体不含有大颗粒分子物，其粘度不随切变率变化而改变的流体。,7、非牛顿流体：如果流体的剪应力与变形速度之间的关系不符合牛顿粘性定律，这种流体就称为非牛顿流体。如油漆、糖浆、全血等。 特性：该流体含有大颗粒分子物，其粘度随切变率变化而改变的流体。,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,8、表观粘度：是描述非牛顿流体粘性大小的物理量，它不是物质常量，既与物质有关且随剪变率而变化。对同一非牛顿流体，不同的剪变率下有相应不同的表观粘度。9、相对粘度：溶液或悬浮液的粘度与相应的溶剂或悬浮剂粘度之比，称为相对粘度。如血液粘度与血浆粘度之比，为全血的相对粘度，其没有单位。,10、比粘度：某种流体的粘度与标准参照液（通常以水）粘度之比称为比粘度。血液的比粘度为血液的表观粘度与水粘度之比。比粘度也是一种相对粘度。11、还原粘度：全血粘度与红细胞压积的比值，既单位红细胞压积时的全血粘度值。这样把红细胞压积整体对血液粘度的影响转化为单位红细胞压积对血液粘度的影响，其大小差异就主要来自红细胞的流变特性，如变形性、聚集性等。,12、相对指数：全血粘度与血浆粘度之比,用于衡量红细 胞对全血粘度的影响。是一个无量钢的纯数。13、红细胞聚集指数：用于衡量红细胞聚集性以及全血 低切粘度高低的重要指标。是一个无量钢的纯数。14、红细胞刚性指数：是衡量红细胞变形性的指标，刚 性指数愈大，红细胞变形性愈差。是一个无量钢的 纯数。,15、红细胞变形TK值：是衡量红细胞变形性的指标，TK 值愈大，细胞变形性愈差，全血粘度愈高。是一个 无量钢的纯数。16、血沉方程K值：排除红细胞压积影响的血沉相关值， 更好的反映红细胞的沉降率。17、血沉（ESR）：即红细胞在血液中的沉降速率，它与 血浆粘度，与红细胞间的聚集性有很大关系。（mm/h）18、压积（Hct）：红细胞在血液中所占的比容积。（%）,血液流变学临床常用参数,全血高切变率粘度全血低切变率粘度血浆粘度血沉红细胞压积血小板聚集率 纤维蛋白原,血液状态与血流变参数反映血液浓稠的指标：红细胞压积，血浆成分 （蛋白、脂类）反映血液粘滞的指标：全血粘度，血浆粘度，还 原粘度反映血液聚集的指标：全血低切变率粘度，血沉， 血小板聚集率反映血液凝固的指标：纤维蛋白原，血小板粘附率,二、血液流变的检测和质量控制,* 毛细管粘度计 （压力传感式）* 锥/板粘度计 （宝石轴承）,血液流变学的检测方法,毛细管粘度计：（压力传感式）,利用一标准毛细管在相同条件下，液体粘度不同，流过一定体积的液体所需时间不同，粘度越大所需时间越长，粘度与时间成正比，其测量结果是同水的比粘度。,优点：1 . 该粘度计适用于测量粘度较低的“牛顿液 体”， 如：血浆、血清； 2 . 制造成本低廉。,缺点：不适于测量“非牛顿液体”，如全血。精度及重复 性难以保证，现国际、国内的全血测试中已被淘 汰。,.,.,.,锥板式流变仪： 由一个圆平板(液池底面）和一 个同轴圆锥组成，待测样品放在圆锥和圆板间 的间隙内；圆锥在不同切应力控制下受到待测 流体的内磨擦阻力而形成特定切变率，继而通 过粘度公式：粘度=剪切应力/切变率 测量流 体的表观粘度。,中心轴,锥板,定心罩,驱动磁场,宝石轴承,光耦,光栅,粘度=,剪切应力,剪切速度(切变率),角度q1,时间t, =,液池,高分辨率的PID伺服技术,剪切应力与驱动磁场的电流成正比,h = r tan q r q = v / h = r/r q = / q q1 = 360 / 200齿1.8 q = 3,= v /h,v = r ,。,。,。,血液流变检测的质量控制,1、检测方法是质量控制的前提,* 毛细管式（压力传感式）流变仪-血浆,* 锥板式流变仪全血和血浆,1、原理局限性：血液是非牛顿流体，血液的粘度随切变率变化而改变，血液在毛细管中流动，距轴心不同半径处切变率不同，故管中各处粘度也就不同，用毛细管粘度计测量全血粘度，所得结果只是某种意义上的平均，得不出在某一特定切变率下的粘度。故用毛细管粘度计测全血粘度是有其原则的局限性，或者可以这样理解：对牛顿流体来说，切应力与切变率之比是个常数，是个线性问题，而做为非牛顿流体的血液，粘度随切变率改变，是非线性问题。用只能解决线性问题的仪器去解决非线性问题，必然影响测量精度，产生误差。,毛细管（压力传感）式血流变测试仪检测全血的局限性,.,.,.,2、应用局限性：,血流变仪 粘度计,全血粘度,血浆粘度 （大部分趋于正常）,高切粘度（红细胞的变形性）中切粘度低切粘度（红细胞的聚集性）,因此，毛细管粘度计可以用来测定牛顿流体血浆的粘度而不适用于血液这样的非牛顿流体。,锥板流变仪特性,由于间隙高度与半径成正比，速度也与半径成正比，而切变率为速度与高度之比，从而使切变率与半径无关，处处相等，使得对应于确定的转速就得到确定的切变率。该仪器能在确定的切变率下测量各种液体粘度，故既适用于牛顿流体，更适用于测量特定切变率下非牛顿流体的表观粘度。,h,V = r h = r tan qrq = V /h = r /r q = /q,h: 锥板与平板间隙高度 q：锥板与平板间夹角：锥板角速度 ：切变率 v: 锥板转速 r: 锥板半径,q,.,.,2、测试速度对检测结果的影响,根据国际血流变学标准化委员会建议： 测量含有大颗粒分子物流体（全血）的粘度时，须快速完成测 量，以避免大颗粒分子物（红细胞）的聚集沉降现象所导致液 体分层造成的测量失准。,因此，全血粘度测试速度的快慢绝非只是影响了工作效率，它 会直接影响到仪器测试精度及重复性的优劣。,.,.,3、血流变仪的切变率测试范围对质量控制的重要性,在保证测量精确度和重复性的前提下，应采用全量程 逐点测量方式。,a、根据国际血流变学标准化委员会建议： 血流变学的全血测量应参考切变率200s-11s-1的粘度的 变化， 即：全量程测量。因为高切变率200s-1和低切变 率 1s-1时的粘度能充分反映出红细胞的变形性和聚集性 以及非牛顿流体全血的非线性。否则，对临床的应用 价值就非常局限。,b、逐点测量，即：全血粘度测量是在切变率200s-11s-1范 围内逐点测量每个切变率对应的粘度值 ；而非简单的局 部选点测量。如此才能保证检测结果有良好的重复性。,因此，为了使血流变的检测结果更具有临床应用价值，满足诊断需求，我们应当选择科学有效的仪器检测方式。,全量程、逐点测量： 局部选点测量：,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,50,150,4、温度控制对检测结果的影响,温度越低粘度越高，温度越高粘度越低。,(2)、仪器所在环境温度对检测结果的影响,(1)、仪器自身测试温度对检测结果的影响,5、全自动检测对于减少人为操作检测误差，提 高工作效率以及避免血样对操作者的污染等 均有积极的作用，值得提倡和推广。,6、仪器自动进样方式对检测结果的影响,(1)、拉紧式蠕动泵会产生管路变形拉长，影响进样量， 导致重复性误差。,(2)、挤压式蠕动泵不会产生管路变形拉长，进样量准确。,7、血液流变试验前常规质控要求,(1)、样品采集：清晨空腹安静状态下，肘前静脉采血，尽量 缩短压脉带的压迫时间，针头刺入血管后，松开压脉带 后至少5秒以上才能抽取血液。最好用7号以上针头，避 免用力快速抽血。,(2)、样品抗凝：测量粘度的血液抗凝剂通常采用肝素。其浓 度范围为20Iu/ml,液相抗凝剂试管应放入温度为60的烤 箱中烘干后使用。 (3)、加样：全血需充分混匀，加样时避免血凝块和气泡。,(4)、样品保存：抗凝血样一般在室温（1525）下存放， 不宜放入冰箱，应在4小时内完成测量工作。采血后静 置20分钟后再进行测量为宜，过早测量，粘度会有所 偏低。,(5)、血浆制备：血浆制备采用临床常规方法，离心力2300g 左右离心30分钟,提取上层血浆测量血浆粘度。,8、血液流变检测仪器质量控制的必要条件,(2)、使用有效的清洗液能提高测试结果的稳定性。a、清除蛋白杂质防止堵孔，避免标本稀释、稳定加样量 b、避免粘附,血浆测量结果稳定c、去除表面涨力，全血起始测量结果稳定 d、等渗不溶血,(1)、仪器应采用由国家标准物质中心检定提供的标准粘度 油进行定标。,3、牛顿和非牛顿质控物的应用对促进血液流变学检测的标 准规范化有着现实意义。,a、通过牛顿和非牛顿流体质控物的标准参考值，解决 血流变仪器检测的一致性问题。,b、通过血流变仪器对质控物的各项检测数据，可以判定 该仪器的准确性、稳定性及重复性。 c、质控物不是标准物质，尚没有真正能对血流变全血 检测进行定标的非牛顿流体标准物质（国家二级标 准物质）。,4、仪器每日试验前应采用质控物进行质控5、用于血流变质控的流体特性 a、应具有同全血和血浆有相近的流体特性 b、应有正常和异常（高、低）多水平质控 c、成分均匀无沉淀、稳定性好6、检测仪器软件应具有质控管理功能 a、可按照年、月、日、质控物批号进行质控管理 b、可通过非牛顿流体质控物对仪器进行自动校准 c、可调阅和打印高、中、低切变率下的质控结果及曲线直方图,ZL系列血流变仪质控曲线图,血流变检测的新进展1、全血测试采用锥/板式方法，血浆测试采用压力传感式方法 2、测试速度：全血60Ts/h ；血浆120 Ts/h3、采用永不磨损拒腐蚀不锈钢锥/板微型测试机芯4、加样量：全血400uL ；血浆200 uL5、采用可互换式原试管样品盘， 90孔样品位6、粘度测量范围：040mPa.s7、全血测试和报告采用全量程逐点测量切变率1s-1200s-1的数据8、仪器加样针具有液面感应功能，可自动分离血浆,9、全血采用吸吐式混匀方法10、仪器具有清洗液不足报警功能、废液溢出报警功能11、采用挤压式蠕动泵进排