血液流变学.ppt

一 血液流变学发展史1675 leeuwenhokRBC变形1687 牛顿粘滞定律1750 RBC轴流1906 血液粘度与管径关系1920 Bingham提出流变学1929 成立流变学会 二 血液流变学的定义和研究范畴定义 血液流变学是研究血液及其组分流动和变形的科学 从研究角度上看 主要包括三个层次方面的内容 1 血液的宏观流动性 即粘度 2 血细胞的流变性 主要是红细胞的聚集性和变形性 3 血液生化物质对血液流变性的影响 主要是纤维蛋白原 球蛋白等 三 血液流变学研究的重点 一 实验室检查方面1 检测指标的建立2 实验室方法学的标准化和质量控制 二 血液流变学在临床医学中应用 三 已报道的血液流变学相关的疾病 四 基本知识 一 血液的流动形式1 在血管中运动是一种表现为中央流速快 周边流速慢的 套管式 流动 见图1 2 所谓 套管式 流动实际上是一种分层运动 又称层流 见图2 3 切变应力 又为内摩擦力 用F 达因 表示 4 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 5 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 6 牛顿的粘度定律 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 7 表观粘度 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 8 还原粘度 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 b p re p 9 泊萧叶定律 法国物理学家泊萧叶在研究液体在管道中流量发现通过某一管道的液体量符合以下公式 R2 P tQ 8L R2Pt则粘度的公式 Q8L 10 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t1t2 1t1Q1 Q2 1 2 2t2 五 检测技术和检测项目 粘度1 全血粘度 方法 悬丝法和锥板法悬丝粘度计 技术关键在于悬丝的设计和制造 到目前为止 只有悬丝法的仪器才可能将低切变率做到1S 1 所以是目前精度最高的仪器 锥板式 技术关键是锥板的抛光技术 悬丝粘度计 锥板式粘度计 条件 必须设定高 中 低三个切变率 在不同的切变率下测定全血的表观粘度 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 60s 1 低变率应当在1 5s 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 采用宝石支撑轴系以感应电涡形成的力矩进行驱动 切变率全程自动设定 粘度测定快速准确 用血量少 可拆卸测头 包括锥板和液槽 便于手工清洗 完成数据的自动输入和报告打印 普利生LBY N6锥板式粘度计 YDA 型血液流变测试系统 先进的对数均匀采样技术 准稳态方式全程扫描全血沾度随切应力变化的动力学 全面描述全血的非牛顿特性 保证性能接近稳态方法的前提下实现血液沾度的快速测量 gd3 LBY N6K 2 血浆粘度测定 规定在高切变率下 100s 1 120s 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 竖直型可调节试样用量 管端压力差大 切变率高 难于反映血液等非牛顿液体的粘度特性 二 红细胞流变性红细胞流变性1 红细胞聚集性 1 低切变率 最好是1s 1条件下全血粘度 2 根据粘度计算出所谓的红细胞聚集指数 3 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 二 红细胞流变性红细胞流变性 4 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的速度 5 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 影响因素高分子桥连力表面曲力静电排斥力红细胞受到的切变率或切应力 2 红细胞变形性红细胞流变性 1 粘度法 高切变率 一般是1501s 1条件下全血粘度 红细胞变形指数和刚性指数 2 微孔滤膜滤过法 红细胞滤过指数 IF 参照介质通过时间1IF 红细胞悬液通过时间Hct 3 激光衍射法 RBC悬液在高切变率下使变形 通过激光照射 将单个RBC的影象记录在胶卷底片上 可直接观察RBC的形态变化 而且可计算RBC体积的长径和横径直接反映RBC变形情况 六 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 1 红细胞因素 红细胞比积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 影响血液流变学检测指标结果的因素 血浆因素 纤维蛋白原 影响最大球蛋白血脂质凝血系统抗凝纤容系统血容量 影响血液流变学检测指标结果的因素 其他因素 1 温度效应 血浆粘度随温度增高而减低 而对全血粘度来讲温度从37 C升高到40 C 红细胞聚集增强 变形性减低 粘度增高 2 年龄和性别 影响血液流变学检测指标结果的因素 其他因素 3 PH和渗透压4 切变速度和切变时间5 血管壁和血管直径 影响血液流变学检测指标结果的因素 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凝血系统抗凝纤容系统血容量温度 影响血液流变学检测指标结果的因素 三 影响红细胞聚集性的因素1 高分子的桥连力 纤维蛋白原和球蛋白分子2 表面曲力 红细胞的几何形状和变形性 3 静电排斥力4 切应力或切变率 影响血液流变学检测指标结果的因素 四 影响红细胞变形性的因素1 红细胞变形性 redcelldeformability RCD 定义 正常RBC具有通过比自身直径小的Cap的能力 生理作用 调节血液粘度 保障微循环 影响血液流变学检测指标结果的因素2 影响红细胞变形性的因素 红细胞膜的化学成分 血浆中的渗透压 导致细胞膜的粘弹性改变 红细胞内粘度 内粘度为6mPa s 异常Hb的关系 氧张力 脱氧Hb使细胞的刚性增加 变形性下降 红细胞内ATP 维持RBC正常双凹园形 影响细胞膜上的钠 钾及钙离子通道 七 血液流变学参数在临床应用中的具体使用 病人与健康人的比较 帮助分析发病机制上的原因 提供诊断手段 做为中 老年人健康体检的指标 预测心脑血管病发生的可能性 观察治疗过程中各种参数的变化规律 分析治疗原理和效果 1 抗凝治疗和溶栓治疗 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 八 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的标准化指标 各厂家的仪器不同 原理 检测过程 参数规定 血液流变学操作尚无统一的标准 难于制备质控品或标准品 八 血液流变学检测结果分析 具体操作 至少本地区50岁以上健康男性和女性各60人的调查 这些健康人无高血压 冠心病 脑血管病 糖尿病 血液病 慢性支气管炎等重要慢性疾病史 血脂 血糖 血沉 红血球比积 肝肾功能以及血清蛋白电泳均应正常 体重也应在标准体重范围内 血液流变学检测结果分析 注意 在选择低切变率时 最好设定在1s 1 并且 这个低切条件要能够稳定一个较长的时间 则对保证检测的重复性达到允许水平 也就是变异系数CV 5 极为重要 在选择高切变率时 应当是红细胞变形性得到最大的表达 根据基础研究表明 当切变率在180s 1以上时红细胞开始出现被拉破的现象 当切变率上升到200s 1时 红细胞被拉破明显增多 因此 高切定在180s 1为宜 二 血液流变学报告单 三 结果分析 注意 任何一项指标都是综合因素作用的结果 尤其是通过计算推导出的结果更容易受到数学公式设计本身的缺点而显得不真实 因此 不能单凭几个指标就决定临床诊断 诸如 有血栓形成倾向 危险 等等 一些指标的意义在于表明检查者血液流动或粘度稠度处于何种状态 与可能发生的疾病有一定或那种关系 我们以糖尿病为例说明血液粘度在心 脑血管并发症中形成中的作用 见图 仪器在设计和生产上缺乏全国统一的行业标准和质量规范 性能相差较大 在实际应用过程中定期校正其切变率 使用统一的质控物进行实验室内部的质量控制 在分析检测结果时 如果仪器的性能好 操作中质量保证措施到位 实际测定值的结果应当和仪器自身计算出来的结果相一致 如果一位患者低切变率下的全血表观粘度增高 特别是在同一切变率下的还原粘度也增高 那麽计算出的红细胞聚集指数和红细胞电泳指数也应当增高 这才能表明该患者存在红细胞聚集性增高的问题 应当分析其产生的病理机制和采取相应的治疗措施 如果一位患者高切变率下的全血表观粘度增高 特别是在同一切变率下的还原粘度也增高 那麽计算出的红细胞变形指数和红细胞刚性指数也应当增高 这才能表明该患者存在红细胞变形性减低的问题 应当分析其产生的病理机制和采取相应的治疗措施 如果实际测量值和计算值之间不符合 以实际测量值为准 这种情况是很常见的 必须引起我们的警觉和注意 分析 血粘度降低 大量失血后机体体液代偿和医源性补偿所致血液稀释化引起 常见仪器或抽血错误 结合红细胞压积 是不是有降低 如有 结果可靠性较大 如压积正常就要多检查一下 血浆粘度下降对全血粘度有影响 但不大 分析 高 中 低切 且幅度较大 这是高危人群 一般有高血压 冠心病等心血管疾病 危险程度依次为高纤维蛋白原 高红细胞聚集指数 高压积 但是如果其他指标正常 或增加不明显 那么检测结果可能有问题 要复查 分析 低切高 高切不高 缗钱样红细胞聚集引起粘度升高 由于末梢微循环是在低切变速度下进行的 所以对于末梢微循环不好的病人 如老年人 高危人群也有很大的危险性 分析 高 中 低切都略有升高 其他指标正常 只有压积升高 是正常的生理现象 如到了高原 有时压积可能很高 而粘度上升并不高 正常情况下人体调节血粘的能力 高粘血症代偿期 如果其他正常 而血浆粘度高 可能处于高凝前期 有很强的预防作用 分析 血浆粘度升高 纤维蛋白原等链状蛋白升高 链状蛋白形成网状结构引起全血粘度升高 一般血液处于高凝状态 也很危险 至于血糖 血脂高引起的血浆粘度一般只是略有升高 血脂升高 血脂升高的病人一般都存在血流变学的改变 血脂对血液流变的影响主要不表现在粘度上 而是表现在血管上 因此 血粘度高同时伴有高血脂的病人是双重因素的影响 即使粘度升高不大也要注意 九 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 测定血液粘度时内径 300um测定血浆粘度时内径 500um管长 管径 200 九 血液粘度测定的质量控制 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CV 5 高切CV 2 九 血液粘度