微循环的生理测量

微循环是指动物体内直接参与细胞、组织物质交换的体液循环动态。人和脊椎动物（闭路循环）的体液包括血液、组织液和淋巴液三种。由于检测手段的限制，组织液和淋巴液都较难于直接观察，故实际上，微循环通常理解为微血管的血液循环动态。对微循环状况的研究，在基础和临床医学中有着重要意义。生理学的直接检测法可直观地观察和检测活体的循环动态，并可用于临床检查，其中微血管的管径、血流速度和血压等物理参数是敏感反映微循环特征的重要参数。
微血管管径的测量 有以下七种方法。
(1) 目测法： 在显微镜的目镜侧，放置一带有标准刻度的测微尺，观察微血管图象时，即可同时把微血管的管径测量出来。该法简便，但测试精度很低。
(2)静态照相法： 在显微镜的上方安装一照相机，从目镜里观察到感兴趣的微血管图象时，可即时摄影记录。冲洗出来的照片中不仅记录了当时的图象，而且还可作精确的测量。但不能进行实时的、连续的测试。
(3) 电影摄影法： 把上述方法中的照相机换成电影摄影机，即可得到一组照片。它可连续测试微血管管径的变化； 但仍不能实时测量，并且大量照片的处理任务繁重。
(4)显微电视法： 基本检测系统如图1所示。微血管图象经显微镜放大后，入射到摄象机的摄象管，电视信号处理电路检测出与微血管管径相应的脉冲信号，管径数值显示可以用峰值电压表、笔式记录仪、发光二极管(LED)等，也可以通过微处理机把数据处理后（如剔除伪值）求平均值等，用打印机直接打印出管径数值。后者不仅可实时联机测试，还可配接录象机反复重现图象，进行研究。显微电视法还可精细分析微血管的收缩和扩张的动态过程，是目前比较有前途的测试方法。
(5)飞点扫描显微镜法： 在显微镜灯光照明侧，另加一阴极射线管。通过一附加物镜，使缩小了的扫描光点扫掠载物台上的微血管样品。透过微血管的光强度变化由目镜处的光电管检测，由此得到的脉冲宽度正比于微血管管径。该法较电视法简便。但不能测试管壁，且只能联机实测，而不能反复重测。
(6) 光学剪切法： 在显微镜目镜端，安装一个附加的光学系统。该光学系统把一幅微血管图象变成完全相同的两幅图象，旋转光学系统引起这两幅图象的相向运动。用螺旋测微尺控制光学系统的旋转，测微尺的刻度线性地对应着图象的偏移。当图象偏移剪切时，从测微尺上的刻度变化即可检测出微血管管径和壁厚。这种方法的检测精度较高，可达1μm以下，并可检测出内、外径和壁厚。但每一次读数费时较多，不能连续记录管径。
(7) 电子剪切法： 其原理与光学剪切法类似。不同的是： 在旋转螺旋测微尺剪切图象的同时，带动一个电位器，把刻度的变化转换成电压的变化，从而检测出微血管的管径值。这种方法的检测精度比光学剪切法高，可达

图1 显微电视法

0.5μm，且读数较快，可快速记录微血管管径的变化； 然而，连续记录时，需不断地人工调节测微尺，以跟踪微血管管径的变化。
微血管流速的测量 有以下六种方法。
(1) 目测法： 在显微镜的目镜侧，放置一带有标准刻度的测微尺。跟踪微血管中的红细胞团，同时从计时器上读出流过一定距离所需要的时间，将距离除以该时间即可得出微血管中红细胞的流速。此外，还有一种方法是从流动的状态把血流速度分成线流、线粒流、粒线流、粒流、粒缓流、粒摆流和停滞七个等级。根据显微镜下观察到的流动状态，半定量地测定流速。目测法最简便易行，但主观因素影响较大，只能粗估微血管流速。
(2)运动点对比法： 它是用显微镜观察微血管红细胞团的运动，同时与一个按一定速度转动的圆盘对比，调节圆盘转速，当二者同步时，根据圆盘的转速即可求得红细胞的流速。此外，也可在显微电视的微血管图象上叠加一移动速度可调的光点，当光点的移动与微血管中的红细胞同步时，根据光点移动的速度即可求得红细胞的流速。该法优于目测法，但仍有赖于观测者的判断，误差较大。
(3) 高速显微摄影法： 它是在显微镜的目镜侧安装一个每秒500～3600幅的高速摄影机，在接近静止的状态下记录微血管中红细胞团和其它有形成分，根据给定幅数下红细胞团移动的距离即可求出红细胞的流速。该法除了可较精确地测出微血管管径和红细胞流速外，还可分析一些快速的精细过程；但是，不能实时自动测试，而且大量照片的处理工作很繁重。
(4)双狭缝光电检测法： 是利用强光照射微血管样品，直接把显微镜的影象投射到大型玻璃屏幕上，在屏幕上微血管图象的上游和下游各放置一光电转换元件，或者把光电转换元件放在彼此接近的二狭缝后面，由两处检测出的辉度变化的延时，可测出作为标识的红细胞或血浆柱通过的时间。若利用模拟计算机或互相关仪等，能使数据处理过程自动化和简化。该法可测流速的上限较高，约30mm/s左右，且可实时测出流速的变化；但需要较强的光源照明，而微血管样品不能耐受高温。
(5) 电视双窗口检测法： 该法与双狭缝光电检测法不同的是把大型玻璃屏幕改成摄象机，用专门电路产生的采样窗口代替双狭缝光电转换元件。若利用微处理机处理，还可以自动描绘流速曲线，或直接打印出流速值。该法可重现图象，反复进行测试研究；但是，可测的流速上限受到电视帧频的限制。
(6) 激光多普勒检测法： 当激光照射运动物体或流体时，激光被物体或流体中的微粒所散射。散射光的频率

图2 双狭缝光电检测法

将发生变化，这种变化称为多普勒频移，它正比于物体或流体的运动速度。如果把散射光和原来的参考激光束混频，利用光电法测其频差，即可求得物体或流体的运动速度。该法可测的流速上限较高，适当地提高激光强度可探测到较深组织的血流信息。但是，可测的流速下限也较高，并需注意激光生物效应对微循环状态的影响。
微血管血压的测量 有以下四种方法。
(1)微阻塞法：该法类似于肱动脉中脉压带测压法。在所研究区域的皮肤上缚带，或放一块玻片，逐渐加压，当皮肤刚开始变白时，所加压力即微血管的平均压力。
(2) 等重测压法：是将离体的肢体放在天平上，动、静脉接上人工循环。调节动、静脉压，保持肢体重量不变（等量），即保持微循环中物质交换平衡，并使循环中的血流速度为零，此刻所加的动脉压等于静脉压，也等于微血管的压力。该法获得的是微血管的机能性压力，只能用于基础实验中。
(3)微插管法： 是将内部充满颜料的尖端直径为4～8μm的玻璃插管插入所需研究的微血管，微插管的另一端用液体耦合到一加压装置，一边加压，一边通过显微镜观察。调节微插管内压力，当观察到颜料刚开始喷进微血管时，所加压力为舒张压；当颜料开始连续不断地喷进血管时，所加压力为收缩压。若在液体里不加颜料，而是把液体与压力传感器耦合起来，则可用电子学的办法自动检测微血管压力变化曲线。该法的系统频响受微插管尖端直径的影响较大。

图3 阻抗平衡法

(4) 阻抗平衡法： 将直径0.5～5μm的玻璃微插管，充以3MNaCl溶液，并插入所研究的微血管。管内溶液和血液的界面随血压而变化，从而导致微插管内阻抗的变化，测量该阻抗即可求出微血管的压力值。