血液循环的概况血液在人体的循环系统中周流不息循环不止它一.docVIP

血液循环的概况： 血液在人体的循环系统中周流不息、循环不止。它一方面将氧气和营养物质运送到全身各处，另一方面又从全身各处将新陈代谢所产生的二氧化碳和其它代谢废物运送到肺和其他排泄器官排出体外。 人体的循环系统包括动力系统与管路系统两部分。其动力系统是心脏，其管 路系统是血管。心脏与血管组合成心血管系统。 人体血液循环包括肺循环与体循环两条回路: 肺循环一血液自右心出发，流经肺动脉，到达肺泡毛细血管网进行气体交换，然后汇入肺静脉，最后流到左心。这条循环回路较短，又称小循环。 体循环一血液自左心出发，流经主动脉及其各级分支动脉，到达各器官和组织内的毛细血管网。在此，血液与组织、细胞进行物质交换与气体交换。然后，血液经各级静脉汇合进入腔静脉，最后流回右心。这条循环回路较长，又称大循环。 人体血液循环动力学系统中由于血管具有弹性,在心脏和大动脉中又有紊流,使得心血管网络的边界条件变得特别复杂。若将血液循环动力学系统中的血压和血流用电路中电压和电流进行模拟;血流过程中的惯性、弹性以电路中的电感、电容模拟;血液在血管中流动的阻尼用电路中的电阻模拟,就可以得到一种适合于状态空间电路分析的人体血液循环动力学系统非线性模型。 血流动力学的电路模型 Ri、L、C和Rj分别用来模拟血流阻力(血液内部的摩擦力,以及血液与管壁之间的摩擦力)、血流惯性影响、血管管壁弹性影响和由于血管管壁位移引起的粘弹性损失系数。其中Ri、L、C值根据下列式子确定: 其中N为血管壁的杨氏系数,η为血液粘滞系数,ρ为血液密度,l为血管长度,r为血管半径,h为血管厚度,Ri根据经验确定。 心室动力学的电路模型 在循环过程中,左心室可视为一个含储能元件的器件,可用时变“倒电容”模拟,便可模拟福朗克-史塔林定理 (Fromk-starlingLaw)。即左心室的收缩力约与其舒张期终点的容量成正比。如给定左心室的倒电容,则它的压力与容积的关系为: 主动脉和二尖瓣在模型中被模拟为一个随时间变化的可变电阻和一个二极管串联。 血液循环系统动力学电路模型 该系统包括左心房、左心室、上升主动脉、颈动脉、下降主动脉(包括降主 动脉内的气囊泵)和外部循环血管。 全身血液与冠状动脉之间循环系统的电路模型 弹性腔理论： 主动脉、大动脉管壁的弹性作用，使得心室收缩时，血管中的血压不致过高;当心室舒张时，血管中血液的流动不致中断。换言之，主动脉与大动脉的这种弹性腔作用，使得动脉中血液的流动比较平稳，而且持续不断。 Windkessel理论将主动脉与大动脉比拟为弹性腔，对于某一确定时刻，认为腔内有某一处压力产生变化时，整个弹性腔内的其余各处将会同时发生这种变化。这就是说，对于Windkessel理论来说，整个弹性腔内的各种流动参量(像压力P和流量Q等等)仅是时间t的函数，而与离开心脏的距离x无关。 弹性腔模型的基本方程 这便是弹性腔模型基础上，动脉弹性腔中压力P在收缩期与舒张期中分别所必须 满足的两个方程。方程中P，表示静脉腔中的血液压力，可以近似看成一个恒定 的常量。 血液流动的等效回路 血流节点定律：在节点处，血液流量代数和等于零，即 血流的回路定律：在任一闭合的等效回路中，所有流体阻抗两端压力降的代数和为零。 单弹性腔模型 双弹性腔模型 多弹性腔模型 对于多个弹性腔模型，实际上是需要解一组由上述方程所组成的常微分方程组，这个方程组中所含方程的个数就等于弹性腔的个数。