心血管系统是与心脏相连的血管网络。与许多其他液体一样，流经这些血管的血液是由流体动力学定律以及压力和阻力等因素决定的。本文重点介绍血管中血流的原理以及影响它的因素。

有关心输出量及其影响因素的更多信息，请阅读我们关于外周循环流量的文章。

流动

流量定义为每单位时间通过给定点的流体体积（例如cm 3 /s）。在心血管系统内的任何一点：

流量=压力/阻力

压力通常计算为容器起点和终点之间的平均差。

人们普遍认为，心血管系统内任意两点的血流量都是相同的。然而，流量值在一天中和不同的临床情况下可能会有所不同。

层流和湍流

血液在我们的血管内流动有两种方式。在大多数直血管中，流动是层流的。血管中心的速度（血流速率）最高，靠近血管壁则逐渐减小。这种减小的速度梯度是由于靠近血管壁的阻力增加所致。

然而，如果血管分支或收缩，血流就会变得湍急。这就是流动不再是单向的，并且每个单元采取稍微不同的路线，导致“更混乱”的流动。有时，可以在有动脉粥样硬化斑块的动脉上听到湍流（称为“杂音”）。

由TeachMeSeries 有限公司(2024)

图 (a) 描绘了层流，其中流动快速、平稳且在容器中心速度最快。图 (b) 描绘了湍流，其中流动更粗糙且更缓慢，导致声音更大，称为“杂音”。

压力

液体沿着浓度梯度从高压区域流向低压区域。实际上，这意味着血液将从血管的动脉端流向静脉端。这种压力梯度主要是由心脏的泵血作用产生的。

反抗

阻力是阻碍血液流动的力量。全身不同的血管对血流的阻力程度不同。

例如，我们的静脉由于具有扩张能力而几乎没有阻力；这使得静脉的阻力随着压力的增加而下降，从而保持流量恒定。

电阻由泊肃叶定律决定：

R = 8 η l / π r 4

其中：R – 阻力，η – 粘度，l – 长度，r – 半径

阻力取决于 3 个主要因素：

半径

血管半径的微小变化会对整体阻力产生巨大影响 - r 4意味着半径变化 2 倍等于阻力变化16 倍 (2 4 x)。从方程中我们可以看出，半径越小，阻力越大。

这可以更进一步。我们可以使用方程 CS = πr2 计算容器的横截面积 (CS)，其中 r 是半径。然后可以使用以下公式计算流量：

流量 = 横截面积 x 速度

流量的测量单位为cm 3 /s，横截面积的测量单位为cm 2，速度的测量单位为cm/s。

重要的是要注意此时流量和速度之间的细微差别。速度（测量流体颗粒移动的速率）与流量（测量流体移动的体积）成正比。

如果我们假设流量始终恒定，我们可以说：随着血管横截面积的减小，血液的平均速度增加。

因此，我们可以认为毛细管由于其横截面非常小而应该具有较高的速度。然而，由于毛细血管床（毛细血管网络）是平行连接的，因此它们的总横截面很大。这使得毛细血管整体流速较慢，从而可以交换营养物质和废物。

流速的变化也可以作为生理反应发生。血管的平滑肌松弛或收缩以改变横截面积，从而适当地改变流速。

粘度

血液粘度每天相对稳定，因此，这个变量对我们的血流量没有显着影响。然而，在某些情况下，例如长期吸烟者，血液成分可能会发生变化。由于慢性缺氧，红细胞会增加（称为红细胞增多症），试图向组织输送更多氧气。因此，血液粘度增加，随后血流量减少。

容器长度

血管的长度与其阻力成正比，血管越长，阻力越大。阻力越大，血压越高，血流量越低。同样，这不会影响正常健康的人，因为他们能够维持足够高的压力以保持血液流动。