臨床血液學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)：23血液流變學(xué)

1、hemorheology 1951年，在美國(guó)物理學(xué)會(huì)第25屆年會(huì)上，Copley 提出“血液流變學(xué)(hemorheology)”一詞，并把它 定義為“血液流變學(xué)是從宏觀、微觀以至亞微觀 水平研究血細(xì)胞及血漿成分的變形與流動(dòng)性質(zhì)， 并包括與血液直接接觸的血管的流變性質(zhì)”。這 一定義以簡(jiǎn)潔的語(yǔ)言科學(xué)地描述了學(xué)科的研究范 疇、層次、對(duì)象和方法，奠定了血液流變學(xué)理論 的基礎(chǔ) 1.最先從事的是宏觀血液流變學(xué)的研究，即把血液 視為連續(xù)介質(zhì)，研究全血在各種流動(dòng)條件下的表 觀粘度、血漿粘度、血液及管壁的應(yīng)力分布。 2.然后，在細(xì)胞水平上研究血液流變性，尤其是紅 細(xì)胞的可變形性、聚集性、紅細(xì)胞表面電荷、白 細(xì)胞

2、的流變性，如白細(xì)胞的變形性、白細(xì)胞在微 循環(huán)中的影響作用、與內(nèi)皮細(xì)胞相互作用、白細(xì) 胞的趨邊、粘附特性、血小板的流變與聚集性等 等。這就是細(xì)胞流變學(xué)。 3.近年來(lái)，從分子水平研究血液成分的流變性，即 分子血液流變學(xué)的研究也有很大進(jìn)展， 物理學(xué)，化學(xué)生物學(xué) 流變學(xué) 生物物理學(xué) 和生物化學(xué) 生物流變學(xué) 醫(yī)學(xué) 基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)學(xué) 臨床醫(yī)學(xué) 血液流變學(xué) 分子血液流變學(xué) 臨床血液流變學(xué) 一一.血液流變學(xué)的定義和研究范疇血液流變學(xué)的定義和研究范疇 二、血液流變學(xué)研究的重點(diǎn)二、血液流變學(xué)研究的重點(diǎn) （一）實(shí)驗(yàn)室檢查方面 檢測(cè)指標(biāo)的建立，常用的實(shí)驗(yàn)室指標(biāo)要反映： （1）血液粘度，包括全血粘度和血漿粘度兩類。 （2）紅

3、細(xì)胞的聚集性和紅細(xì)胞的變形性。 （3）血小板的粘附性和聚集性。 （4）血漿纖維蛋白原，球蛋白和血脂成分的檢測(cè)。 （二） 血液流變學(xué)在臨床醫(yī)學(xué)中應(yīng)用 1、闡明血液流變學(xué)異常在某些疾病的病因和 發(fā)病機(jī)制中所起的作用。 2、根據(jù)血液流變學(xué)變化預(yù)測(cè)某些疾病發(fā)生的 可能性。 3、血液流變學(xué)參數(shù)可做為某些疾病診斷的輔 助指標(biāo)。 4、觀察藥物治療前后血液流變學(xué)的變化，評(píng) 價(jià)藥物的療效，探索新的治療方法。 血液流變學(xué)是專門研究血液流動(dòng)、血球變化規(guī)律 的新的醫(yī)學(xué)分析學(xué)科。近十年來(lái)，在國(guó)內(nèi)受到生 物力學(xué)界、工程技術(shù)和醫(yī)學(xué)知識(shí)界的普遍重視。 血液流變學(xué)研究的內(nèi)容包括人體內(nèi)血液循環(huán)和微 循環(huán)、血液流量、流速及流態(tài)、紅

4、細(xì)胞的變形及 聚集、血小板的聚集即血液的流動(dòng)性及凝固性、 血液的有形成分及心腦血管的變形性和彈性等。 血液流變學(xué)的研究主要為治療、診斷和預(yù)后提供 依據(jù)。 血液流變學(xué)首先要研究全血的流變特性。 1.血液是一個(gè)懸浮系統(tǒng)：有形成分和無(wú)形成分 2.是研究紅細(xì)胞的流變特性，還有白細(xì)胞和血小板 的流變特性； 3.血液流變學(xué)是研究微循環(huán)的流變學(xué)，即毛細(xì)血管 網(wǎng)中血液的流變特性，白細(xì)胞如何分布在流動(dòng)著的 毛細(xì)血管血流中 4.血液流變學(xué)還研究血管的流變學(xué)特征，即毛細(xì)血 管外間隙中組織液和淋巴液的流變學(xué)。 u 宏觀血液流變學(xué)宏觀血液流變學(xué) 它把血液看作連續(xù)介質(zhì)，研究全血在各種切變率 下的表觀粘度、血漿粘度、血液密

5、度以及血管壁 上的切應(yīng)力分布。 u 細(xì)胞血液流變學(xué)細(xì)胞血液流變學(xué) 在細(xì)胞水平上研究血液流變特性。 u 分子血液流變學(xué)分子血液流變學(xué) 在分子水平上研究血液成分的流變特性。如研究 鈣離子與紅細(xì)胞膜糖蛋白之間的相互作用，血漿 蛋白各種成分對(duì)血漿粘度的影響等等 u 普通血液流變學(xué)普通血液流變學(xué) 研究宏觀血液流變學(xué)，細(xì)胞血液流變學(xué)和分子血 液流變的相互關(guān)系 一 血管性疾病 1 高血壓， 2 腦卒中（一過(guò)性腦缺血發(fā)作，腦血栓，腦出血）， 3 冠心病（心絞痛，急性心肌梗塞）， 4 周圍血管病（下肢深靜脈血栓，脈管炎，眼視網(wǎng)膜血管病等）。 二 代謝性疾病 1 糖尿病， 2 高脂蛋白血癥， 3 高纖維蛋白血癥，

6、 4 高球蛋白血癥。 三 血液病 1 原發(fā)性和繼發(fā)性紅細(xì)胞增多癥， 2 原發(fā)性和繼發(fā)性血小板增多癥， 3 白血病， 4 多發(fā)性骨髓瘤。 四 其他 1 休克，臟器衰竭，器官移植，慢性肝炎，肺心病，抑郁性精神病。 2 中醫(yī)范圍中的血瘀癥等 一 血管性疾病 1 高血壓， 2 腦卒中（一過(guò)性腦缺血發(fā)作，腦血栓，腦出血）， 3 冠心?。ㄐ慕g痛，急性心肌梗塞）， 4 周圍血管?。ㄏ轮铎o脈血栓，脈管炎，眼視網(wǎng)膜血 管病等）。 二 代謝性疾病 1 糖尿病， 2 高脂蛋白血癥， 3 高纖維蛋白血癥， 4 高球蛋白血癥。 三 血液病 1 原發(fā)性和繼發(fā)性紅細(xì)胞增多癥， 2 原發(fā)性和繼發(fā)性血小板增多癥， 3 白血病

7、， 4 多發(fā)性骨髓瘤。 四 其他 1 休克，臟器衰竭，器官移植，慢性肝炎，肺心病，抑 郁性精神病。 2 中醫(yī)范圍中的血瘀癥等 一、基本知識(shí)一、基本知識(shí) 1、血液流動(dòng)形式是中央流速快，周邊流 速慢的套管式流動(dòng)。 2、所謂套管式流動(dòng)實(shí)際上是一種分層運(yùn)動(dòng)，又稱層 流. 3、剪切應(yīng)力:在單位面積上所承受的切變應(yīng)力，用 t表 示。其計(jì)量單位是達(dá)因/平方厘米，用Pa（帕斯卡） 4、切變率:快慢兩層之間的速度差和距離差,公式是 速度差（cm/s） 切變率(g) = - 距離差（cm） 計(jì)量單位是 1/秒（s-1）,切變率高，液體流速快。 5、粘度與粘度與牛頓的粘度定律：牛頓的粘度定律： 粘度（viscosi

8、ty）： 剪切應(yīng)力(t) 帕斯卡(Pa) 粘度（）= - = - 切變率(g) 秒-1(S-1) 牛頓將粘度 -作為衡量液體流動(dòng)時(shí)的內(nèi)摩擦力或阻力。 非牛頓液體:粘度是隨切變率的變化而變化 牛頓液體:粘度與切變率無(wú)關(guān)，只和液體性質(zhì)和 溫度有關(guān)。 6.表觀粘度（表觀粘度（apparent viscosityapparent viscosity）:在特定切變 率下測(cè)定出來(lái)的粘度。由于全血中含有大量的紅 細(xì)胞，紅細(xì)胞的數(shù)量顯然對(duì)全血粘度構(gòu)成非常重 要的影響，實(shí)際上全血粘度與紅細(xì)胞比積關(guān)系很 大 7.還原粘度還原粘度(reduced viscosity): 為克服紅細(xì)胞比積對(duì)全血粘度的影響，使 不同個(gè)

9、體之間的全血粘度有可比性，將不 同個(gè)體的全血粘度都以紅細(xì)胞比積1%時(shí) 來(lái)表示。 8.泊蕭葉定律：泊蕭葉定律：法國(guó)物理學(xué)家泊蕭葉在研 究液體在管道中流量發(fā)現(xiàn)通過(guò)某一管道的 液體量符合以下公式： R2P t Q = - 8 L R2P t 則粘度的公式： =- Q8 L 9.比粘度：比粘度：假設(shè)我們讓兩種液體通過(guò)同一 根毛細(xì)管，而且流量也相同。則依據(jù)泊蕭 葉定律符合 t1 t2 1 t1 Q1=Q2= - = - -=- 1 22 t2 R2P t Q = - 8 L 二、檢測(cè)技術(shù)和檢測(cè)項(xiàng)目二、檢測(cè)技術(shù)和檢測(cè)項(xiàng)目 粘度粘度 1.全血粘度 方法:懸絲法和錐板法 懸絲粘度計(jì)懸絲粘度計(jì)：技術(shù)關(guān)鍵是懸絲的

10、設(shè)計(jì)和制造。 最準(zhǔn)確和精密，唯一能做 到1S-1 錐板式錐板式： 技術(shù)關(guān)鍵是錐板的拋光技術(shù)。 懸絲粘度計(jì)懸絲粘度計(jì)： 錐板式粘度計(jì)錐板式粘度計(jì) 錐板式粘度計(jì)錐板式粘度計(jì) 寶石支撐軸感應(yīng)，切變率全程自動(dòng)設(shè)定；寶石支撐軸感應(yīng)，切變率全程自動(dòng)設(shè)定； 普利生普利生LBY-N6錐錐 板式粘度計(jì)板式粘度計(jì) 錐板的拋光技術(shù)是關(guān)鍵 機(jī)器工作時(shí)產(chǎn)生軸間摩擦力造成誤差 測(cè)不準(zhǔn)切變率10S-1以下的全血 粘度。 國(guó)際血液學(xué)標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)會(huì)指出錐板式 粘度計(jì)只適合10S-1150S-1范圍全血粘 度的測(cè)量 全血粘度測(cè)定 標(biāo)準(zhǔn)：國(guó)際血液學(xué)標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)規(guī)定高 切變率應(yīng)當(dāng)在150s-1，中變率應(yīng)當(dāng)在50- 6 0 s - 1

11、 ， 低 變 率 應(yīng) 當(dāng) 在 1 - 5 s - 1 。 粘度與紅細(xì)胞聚集及變形性的關(guān)系： 低切變率-紅細(xì)胞易聚集； 高 切 變 率 - - - - - - 紅 細(xì) 胞 易 變 形。 2.血漿粘度測(cè)定：規(guī)定在高切變率下（100 - 120 s-1）范圍測(cè)定。采用毛細(xì)管法或懸絲法。 毛細(xì)管式粘度計(jì) 適用血漿等牛頓液體的測(cè)定，難于反映血液 等非牛頓液體的粘度特性 轉(zhuǎn)盤式血液流變儀 獨(dú)特動(dòng)力學(xué)系統(tǒng) 實(shí)現(xiàn)血液的非牛頓 流體特性曲線在切 變率連續(xù)變化下的 一次測(cè)量。 （二）紅細(xì)胞流變性（二）紅細(xì)胞流變性 1、紅細(xì)胞聚集性 低切變率，最好是1s-1條件下全血粘度。 紅細(xì)胞聚集指數(shù)。 血沉（ESR）和血沉方

12、程K值 血沉測(cè)定值 血沉K值 = - -（血漿比積+en紅細(xì)胞比積） 血沉血沉 血沉血沉K值值 紅細(xì)胞紅細(xì)胞 聚集性聚集性 高 高 高 高 正常 正常 正常 高 高 正常 正常 正常 紅細(xì)胞電泳率：紅細(xì)胞電泳儀，在顯微鏡下 觀察和計(jì)算紅細(xì)胞泳動(dòng)的速度 。 紅細(xì)胞電泳指數(shù)：通過(guò)數(shù)學(xué)公式推導(dǎo) RBC泳動(dòng)的 距離（mm） 紅細(xì)胞電泳速度（U）= - - 20個(gè)RBC通過(guò)平 均時(shí)間（s） 紅細(xì)胞電泳速度 （U） 紅細(xì)胞電泳率(V)(EPM)= - - 電場(chǎng)強(qiáng)度（E，V/cm） 2、紅細(xì)胞變形性 （1）粘度法 高切變率1501s-1條件下全血粘度。 紅細(xì)胞變形指數(shù)和剛性指數(shù)。 TK=r0.4-1/r0.

13、4 .Ht，式中r為血液的相對(duì) 粘度，Ht為紅細(xì)胞比容，TK示紅細(xì)胞剛 性值，TK值越大，表示變形性越差。 （2）微孔濾膜濾過(guò)法：紅細(xì)胞濾過(guò)指數(shù)IF t1 1 IF= ( -1) - tb Hct t1:RBC懸液通過(guò)濾膜的時(shí)間 tb：緩沖液通過(guò)濾膜的時(shí)間 IF越大，紅細(xì)胞變形性越差。 （3）激光衍射法：激光照射高切變率下 變 形RBC ，直接觀察RBC的形態(tài)變化， 可計(jì)算RBC體積的長(zhǎng)徑和橫徑直接反映 RBC 變形情況。 兩軸長(zhǎng)度相差越大，表示變形性能越好 三、影響血液流變學(xué)檢測(cè)指標(biāo)結(jié)果的因素三、影響血液流變學(xué)檢測(cè)指標(biāo)結(jié)果的因素 （一）影響全血粘度的因素 血細(xì)胞因素： 血漿因素 其他因素：

14、1、紅細(xì)胞因素： 紅細(xì)胞比積:10%80%之間，成正相關(guān)之間，成正相關(guān) 紅細(xì)胞大小 紅細(xì)胞變形性 紅細(xì)胞聚集性 2、血小板因素：血小板內(nèi)粘度大于紅細(xì)胞 3、白細(xì)胞因素：白細(xì)胞內(nèi)粘度大于紅細(xì) 胞 血細(xì)胞因素： 血漿因素：纖維蛋白原-影響最大 球蛋白 血脂質(zhì) 糖類 凝血系統(tǒng) 抗凝 纖容系統(tǒng) 血容量血漿粘度隨血容量減少而 增高 其他因素： 1、溫度效應(yīng)：血漿粘度隨溫度增高而降低 2、年齡和性別 3、PH和滲透壓:PH下降和滲透壓的升高導(dǎo)致 RBC內(nèi)粘度升高，導(dǎo)致變形性下降 4、切變速度和切變時(shí)間 5、血管壁和血管直徑 （二）影響血漿粘度的因素 纖維蛋白原-影響最大 球蛋白 血脂質(zhì) 糖類 凝血系統(tǒng) 抗

15、凝 纖容系統(tǒng) 血容量 溫度 四、血液流變學(xué)參數(shù)臨床應(yīng)用四、血液流變學(xué)參數(shù)臨床應(yīng)用 與健康人比較，分析發(fā)病機(jī)制，提供診斷 中，老年健康體檢指標(biāo)，預(yù)測(cè)心腦血管病 發(fā)生的可能性； 惡性腫瘤病人:血漿黏度，血液黏度和紅細(xì) 胞聚集性均不同程度有所增高。 觀察治療過(guò)程中各參數(shù)變化規(guī)律，分析治 療原理和效果： （1）抗凝治療和溶栓治療， （2）稀釋療法和減粘治療， （3）光量子，激光以及光電理療， （4）體外洗血療法。 篩選藥物。 五、血液流變學(xué)檢測(cè)結(jié)果分析五、血液流變學(xué)檢測(cè)結(jié)果分析 （一）參考值的建立 原因： 目前檢測(cè)儀器缺乏全行業(yè)統(tǒng)一 各廠家儀器不同(原理/檢測(cè)過(guò)程/參數(shù)規(guī)定） 血液流變學(xué)操作無(wú)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)

16、，難于制備質(zhì)控 品或標(biāo)準(zhǔn)品 具體操作： 本地區(qū)50歲健康男女各60人，無(wú)高血壓，心 腦血管病，糖尿病，血液病，慢支等重要慢性 疾病史，血脂，血糖，血沉，肝腎功 能以及血清蛋白電泳正常，體重標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。 （二）結(jié)果分析 血粘度降低： 血液稀釋化:大量失血后機(jī)體體液代償和醫(yī) 源性補(bǔ)償所致 常見儀器或抽血錯(cuò)誤。 結(jié)合紅細(xì)胞壓積：降低,結(jié)果可靠性較大 壓積正常要多檢查一下 血漿粘度下降對(duì)全血粘度有影響，但不大。 高、中、低切： 患者 低切變率下全血表觀粘度和還原粘度增高 紅細(xì)胞聚集指數(shù)和紅細(xì)胞電泳指數(shù)增高 表明該患者存在紅細(xì)胞聚集性增高 患者 高切變率下全血表觀粘度和還原粘度增高 紅細(xì)胞變形指數(shù)和紅細(xì)

17、胞剛性指數(shù)增高 表明患者存在紅細(xì)胞變形性減低 這里舉個(gè)實(shí)際例子： 患者男性，60歲，患II型糖尿病3年。最近一次檢查空腹血糖8.25mmol/L （148mg/dl），糖化血紅蛋白7.9%，血清TC 240mg/dl，TG 150mg/dl。血液流變學(xué)檢查 如下： - 檢測(cè)項(xiàng)目 測(cè)定值 參考范圍 - 全血表觀粘度 200 s-1 4.43 3.51-4.67 30 s-1 6.38 4.67-6.03 5 s-1 12.37 8.36-9.72 1 s-1 31.24 18.25-21.81 血漿粘度 100 s-1 1.62 1.14-1.38 紅細(xì)胞比積 0.44 0.40-0.49 全血

18、高切還原粘度 7.80 5.12-9.18 全血低切還原粘度 68.73 35.20-52.03 紅細(xì)胞剛性指數(shù) 3.94 3.14-7.75 紅細(xì)胞聚集指數(shù) 7.05 3.91-6.21 全血高切相對(duì)粘度 2.73 2.54-4.10 全血低切相對(duì)粘度 19.28 13.22-19.13 紅細(xì)胞變形指數(shù)（TK） 0.75 0.64-1.08 - 檢測(cè)結(jié)果表明：該患者主要是紅細(xì)胞的聚集性增高所造成的低切變率下的全血粘 度增高，此外血漿粘度也偏高（可能與血脂增高有關(guān)）。 六、血液粘度測(cè)定的質(zhì)量控制六、血液粘度測(cè)定的質(zhì)量控制 儀器質(zhì)量 粘度計(jì)規(guī)格 旋轉(zhuǎn)法：切變率1-200S-1 毛細(xì)管：測(cè)血液粘度的內(nèi)徑300um 測(cè)血漿粘度的內(nèi)徑500um 管長(zhǎng)/管徑200 靈敏度 旋轉(zhuǎn)法：低切