杜新滿
摘 要:目的:通過分析人體體位與血壓的力學(xué)關(guān)系,為醫(yī)學(xué)臨床工作者提供醫(yī)學(xué)物理學(xué)方面的信息,以便對(duì)疾病進(jìn)行準(zhǔn)確的診斷和治療。方法:運(yùn)用流體力學(xué)的基本規(guī)律——伯努利方程,分析人體血液循環(huán)中血壓、血流速度、體位之間的力學(xué)關(guān)系,從而得出血壓與體位的關(guān)系。結(jié)果:人體體位不同,其血壓有顯著差異。結(jié)論:掌握和理解血壓與體位的力學(xué)關(guān)系,對(duì)臨床上準(zhǔn)確測定血壓有一定幫助,且對(duì)預(yù)防體位性低血壓導(dǎo)至的眩暈,或者暈厥發(fā)生有重要的指導(dǎo)意義。
關(guān)鍵詞:血壓;體位;伯努利方程
一、力學(xué)原理——伯努利方程
(1)式是不可壓縮的實(shí)際液體,作穩(wěn)定流動(dòng)時(shí)的基本規(guī)律,稱為實(shí)際液體的伯努利方程。如果實(shí)際液體在粗細(xì)均勻的水平管中流動(dòng)時(shí),因?yàn)榫鶆?,橫截面積相同(S1=S2),由連續(xù)性方程(S1V1=S2V2),則有:v1=v2;又因?yàn)槭撬焦埽瑑山孛嫣幩礁叨认嗤?,則有:h1=h1,由(1)式可以得到 P1-P2=W12 (2)
(2)式說明,實(shí)際液體在均勻水平管中作穩(wěn)定流動(dòng),液體流過兩截面過程中克服內(nèi)摩擦力所做的功等于這兩截面處的壓強(qiáng)差。如果實(shí)際液體在均勻管中流動(dòng)時(shí),由以上分析則有:
(3)式說明,實(shí)際液體在均勻管中流動(dòng)時(shí),高處壓強(qiáng)小,低處壓強(qiáng)大。式中W12表示液體從截面1處流到截面2處,克服內(nèi)摩擦力所做的功。
二、體位對(duì)血壓的影響
實(shí)驗(yàn)表明,人的體位對(duì)血壓有明顯的影響。如圖所示,表示某人站立和平臥時(shí),頭部、心臟、腳部三處動(dòng)脈和靜脈血壓的數(shù)值。由圖可以看出,當(dāng)人體平臥時(shí),各處的血壓幾乎相同,僅有少許差別,而站立時(shí),三處的血壓顯著不同,腳部血壓最高,心臟血壓次之,頭部則最低。
運(yùn)用實(shí)際液體的伯努利方程可以解釋血壓與體位的關(guān)系。當(dāng)人體平臥體位時(shí),動(dòng)脈、靜脈血管可近似為粗細(xì)均勻的水平管,血液在其中流動(dòng)符合(2)式的流動(dòng)規(guī)律。頭部、腳部的動(dòng)脈壓等,但略低于心臟動(dòng)脈壓;頭與足血壓降低的多少,決定于血液流動(dòng)中克服摩擦做功的多少(P心-P頭=W心頭,P心-P腳=W心腳)。同理,頭部、腳部靜脈壓也相等且必定高于心臟的靜脈壓,因?yàn)殪o脈血是由頭、腳流回心臟的,由于流動(dòng)過程中克服摩擦力做功,消耗了能量,所以心臟靜脈壓低于頭和腳的靜脈壓。
當(dāng)人體直立體位時(shí),血液在動(dòng)脈、靜脈中流動(dòng)符合實(shí)際液體在均勻管中流動(dòng),即(3)式的流動(dòng)規(guī)律。對(duì)動(dòng)脈而言,很明顯頭部位置最高(h大),其血壓最低(6.8 kPa),心臟血壓次之(13.30 kPa)),腳部位置最低(h小),其血壓最高(24.4 kPa));對(duì)靜脈而言,同樣是頭部血壓低(-5.20 kPa)),心臟血壓次之(0.3
kPa)),腳部血壓最高(12.40 kPa))。
上述動(dòng)脈壓、靜脈壓的變化都是由體位變化而引起的。但是,不管取直立位或平臥位,心臟的動(dòng)、靜脈壓是不變化的。所以,在測量血壓時(shí),通常選擇與心臟同高的上臂處(肱動(dòng)脈)作為測量部位。并且所測得的血壓是高于大氣壓強(qiáng)的數(shù)值。
現(xiàn)在不難解釋為什么醫(yī)務(wù)人員給患者測血壓時(shí),坐位與平臥位有差異。因?yàn)槠脚P位肱動(dòng)脈的高度與坐位時(shí)肱動(dòng)脈的高度不同,且平臥時(shí)高度低,由于高處血壓低,低處血壓高,所以平臥位時(shí)測出的血壓值會(huì)高一些。
血壓是血管內(nèi)血液對(duì)管壁的側(cè)壓強(qiáng),血壓的高低與流量、流阻及血管的柔軟程度有關(guān),用生理學(xué)上的術(shù)語來說,就是與心輸出量、外周阻力及血管的順應(yīng)性有關(guān)。在運(yùn)用物理學(xué)的原理來說明血壓狀況時(shí),必須考慮到生物系統(tǒng)的復(fù)雜性。
三、結(jié)束語
在生活中,我們經(jīng)常有這樣的體驗(yàn),蹲在地上干活時(shí)間久了,起來時(shí)眼前一陣眩暈。這種現(xiàn)象也是因?yàn)轶w位突然變化,造成頭部血壓降低引起的。尤其是老年人和長期臥床的病人,應(yīng)預(yù)防體位性低血壓的發(fā)生。
體位性低血壓是老年人的常見病。一旦發(fā)生體位性低血壓,出現(xiàn)暈厥現(xiàn)象,應(yīng)立刻將病人抬放在空氣流通處,或?qū)㈩^放低,松解衣領(lǐng),適當(dāng)保溫,病人一般會(huì)很快蘇醒。預(yù)防疾病最主要的是鍛煉身體,增強(qiáng)抵抗能力,合理飲食。愉悅心情。保持良好的生活習(xí)慣是治療一切疾病的首要條件。
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