血壓與體位關(guān)系的力學(xué)分析

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?。?，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。

參考文獻(xiàn)：

[1] 劉加升 王敏 不同體位對(duì)血壓值的影響[J] 中國實(shí)用護(hù)理學(xué)雜志 1985年第1卷第7期

[2] 陳仲本，況明星等.醫(yī)用物理學(xué)[M].高等教育出版社，2010.