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血液流变学检测和临床应用,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 血液粘度的检测 血液流变学的临床应用 血液流变学临床应用评价,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、临床血液流变学、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、剪变率：流体在剪应力作用下发生变化的速率，称为 剪变率。( S-1 ) 5、剪应力：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。（%）,二、血液粘度的检测,检测条件 检测仪器 质量控制 常用参数及一般意义,（一）检测要求 临床检测血液粘度的仪器，应能测定剪变率与剪应力之间相对应的非线性关系，并且剪变率在1200S-1范围内，这样测得的血液表观粘度，才能较确切的表达在剪变率作用下，血液及红细胞的聚集解聚定向变形等流变特性。当剪变率小于1S-1时，血液呈现触变性为主，当剪变率大于200S-1时，血液呈现牛顿流体特性。,（二）检测仪器 目前按检测仪的流场特征分为两大类，即毛细管式（压力传感）粘度计及旋转式（锥板）粘度计。 毛细管粘度计：遵循泊肃叶定律而设计。由倒L形状的毛细管、温浴缸、计时装置三大部分组成。分别测量水和血浆通过毛细管所用的时间Tw和Tb水的粘度是已知的，则可按公式 b=Tb/TW w 求得血浆的粘度，所得为比粘度。,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。,锥板式粘度仪：由一个圆平板和一个同轴圆锥 组成，待测样品放在圆锥和圆板间的间隙内。 圆锥以已知速度旋转，受到待测体的内磨擦产 生阻力矩，换算成液体的粘度。,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 q r q = 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,.,.,（三）血液流变检测的质量控制,1、检测方法是质量控制的前提,(1)、毛细管式（压力传感式）流变仪-血浆,(2)、锥板式流变仪全血和血浆,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，为了使我们的检测结果更有价值，从而满足临床的 应用诊断需求，我们应当选择科学有效的仪器检测方式。,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。,2019/11/16,33,可编辑,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、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、通过血流变仪器对非牛顿流体质控物的各项检测 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非牛顿流体质控物进行质控 5、用于医院临床实验室质控的非牛顿流体特性 a、应具有同全血相近的非牛顿特性 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、可调阅和打印质控结果及曲线直方图,ZL系列血流变仪质控曲线图,ZL系列血流变仪质控曲线图,（四）血液流变学临床常用参数及一般意义,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,高粘度血症和血液高粘滞综合症 血液流变学疾病的新概念 血液高粘滞综合症的几种常见病 血液流变学异常的纠正,三、血液流变学的临床应用,1、高粘度血症：血液粘度（包括全血粘度和血浆粘度）及其相关因素的增高称为高粘度血症。可见于不同的生理或病理情况。 2、血液高粘滞综合症：在高粘度血症的基础上，出现许多的临床症状，如头晕、胸闷、气短、乏力、烦躁等等，称为血液高粘滞综合症。,（一）高粘度血症和血液高粘滞综合症,高粘度血症与血液高粘滞综合症两者关系密切，两者共同点是血液粘度异常增高； 高粘度血症不一定发展到高粘滞综合症的阶段，但高粘度血症是高粘滞综合症的前期或亚临床期 应强调对高粘度血症的随访和监测，给以必要的预防措施。,分型： 压积增高型：以红细胞压积增高为主，全血高剪变率粘 度、全血低剪变率粘度亦随之增高，还原粘度增高或正 常。 聚集性增高型：以全血低剪变率粘度增高、血沉增快血 小板聚集率增高为主要变化。 红细胞变形下降型：以全血高剪变率粘度增高、红细胞 变形指数或红细胞变形性下降为主。 血浆粘度增高型：以血浆粘度增高、纤维蛋白原增高、 血脂增高为主。,（二）血液流变学疾病的新概念,血液流变特性的异常是构成该疾病的重要病理生理改变的组成部分 在一定范围内，血液流变学参数可做为疾病诊断、转归和疗效判断的指标。 药物或非药物措施（抗凝、抗血小板聚集、溶栓、稀释、放血、红细胞或血浆去除术等）是血液流变学疾病治疗的主要或唯一的治疗手段。 根据血液流变学参数的变化指导血液流变学的一级或二级预防。,(三)血液流变学疾病简介,1.缺血性脑血管病：包括脑血栓形成、脑梗塞、 短暂性脑缺血发作（TIA） 其发病与三方面因素有关： a、脑血管改变 b、高血压 c、血液流变学异常,2、缺血性脑血管病中血液流变学改变为： 红细胞变形能力下降 、聚集性增高 红细胞压积增高，释放氧能力下降 血浆粘度增高（血脂、球蛋白、血糖、纤维蛋白原） 血小板聚集增强，释放血栓素TXA2 全血粘度增高、血液呈高粘滞状态 脑组织缺血、缺氧、酸中毒 血管痉挛或脑血栓形成,3、糖尿病与血液高粘度血症 体内长期高血糖状态血管基底膜、红细胞膜糖基化红细胞刚性增加、表面电荷减少红细胞变形性下降、聚集性增加、微循环障碍全血及血浆粘度增加、内皮细胞受损相应的血管病变及并发症的出现 糖代谢及甘油三脂代谢紊乱是血液流变学紊乱的重要因素。有合并症者较无合并症者重，型较型重。血液流变血检测是判断糖尿病轻重、并发症及预后的重要检测指标之一。,影响动脉血压的因素 心率 心输出量 每搏输出量 血管阻力(弹性、压力） 外周阻力 血液粘度 血容量,4、高血压与高粘度血症,5、慢阻肺、肺心病血液流变学异常改变 慢阻肺、肺心病长期缺氧继发性红细胞增多压积增高血液粘度肺血管阻力加重右心负荷右心衰加重升高红细胞压积血粘度（尤其低切更明显），红细胞聚集 长期缺氧、酸中毒红细胞内粘度胞膜微粘度膜弹性红细胞变硬变形能力,长期反复感染血浆中免疫球蛋白（lgG.lgM.lgA）血浆粘度纤维蛋白原。血小板聚集性血液凝粘滞改变。 慢阻肺、肺心病的治疗中，纠正血液流变学的异常已成为一个重要的、不容忽视的方面。 动态监测红细胞压积，对于正确、合理使用利尿剂有着较大的参考价值。,（四）血液流变学异常的纠正,治疗原则：增强血液流动性、减低血液粘稠度、促进微 循环灌注、改善缺血、缺氧、酸中毒状态、防止组织水 肿、变性、坏死、促使新陈代谢恢复正常，内环境平衡。,药物治疗 （1）抗红细胞及血小板聚集的药物：强心甙类提高心肌收缩力，增加血管内切变力。低分子右旋糖酐提高红细胞表面的负电荷。小剂量阿斯匹林、潘生丁、肝素等血栓素合成减少血小板聚集下降。亚油酸钠某些抗疟疾药吸附在红细胞表面阻止红细胞聚集。链激酶、蛇毒制剂等降解纤维蛋白原等抑制红细胞聚集。,（2）改善红细胞变形的药物：已酮可可碱提高红细胞内的ATP水平胞膜变形能力提高。氟苯桂嗪抑制钙离子进入细胞红细胞变形提高。阻滞剂影响细胞膜上受体细胞膜变形性提高。ATP辅酶A、前列腺素、高压氧等亦可提高红细胞膜的变形能力。,（3）降低纤维蛋白原的药物：目前临床常用的为蛇毒类制剂。如：清纤酶、降纤酶、蝮蛇抗栓酶等，此外，链激酶、尿激酶、安妥明也有一定的降低纤维蛋白原的作用。,（4）改善血液流变性的中药及制剂：活血化瘀中药具有多方面的综合作用。静脉制剂有：脉络宁、刺五加注射液、灯盏花注射液、葛根素注射液等。成药有：通心络、诺迪康、血栓心脉宁等。单味药有：丹参、川芎、当归、红花、赤芍、水蛭、地龙、乌蛇等。,（5）稀释疗法 调整红细胞压积、降低全血粘度、血浆粘度、扩张血管、改善微循环。 低容稀释 高容稀释 等容稀释,四、血液流变学临床应用