血液流量与流速

单位时间内流经某个器官的血液量，称为该器官的血流量； 心脏的每分输出量相当于整个机体的血流量。单位时间内血液中某一质点在血管中流动的距离，称为血液的流速。一般流量比流速具有更大的生理意义。
血流量 血液循环的生理功能，在于尽量满足整个机体以及机体的各个器官的血流量需要，供应足够的氧和营养物质，排除过剩的二氧化碳和代谢产物，以维持其新陈代谢和完成生理功能。在不同情况下，整个机体及机体各器官的代谢速度经常变化，因而对血流量的需要量也经常变化，每分心输出量以及血流量在不同器官中的分配也经常变化，以适应需要。这都依靠机体对心脏及各血管功能的神经体液调节。
下表为静息成年人体各主要器官的血流量与耗氧量大致估计：

器 官	重量 (kg)	每分血流量(ml)		每分耗氧量(ml)
		全器官	每100g	全器官	每100g
肝-门脉区脏器 肾 脑 皮肤 骨胳肌 心肌 其他组织 总计	2.6 0.3 1.4 3.6 31 0.3 23.8 63	1500 1260 750 460 840 250 336 5400	57.7 420 54 12.8 2.7 84 1.4 8.6	51 18 46 12 50 29 44 250	1.96 6.00 3.30 0.33 0.16 9.7 0.2 0.4

据Bard P:Medical physiology,11th ed,Mosby,1961
表中说明体重63kg的人体，静息时每分输出量约为5400ml，消耗氧240ml。此时血流量的分配，肾脏几乎占去心输出量的1/4，这并不是因为肾脏组织新陈代谢耗氧量多，而是因为肾脏血流量除供给肾组织的代谢外，还要供应大量血浆以制造尿。除肾以外，每单位重量的心肌血流量是最多的，这是因为即使人体在静息时心肌仍在不断地工作，需要消耗大量氧。事实上，流经心肌的动脉血氧含量被利用的百分率也最高。
人体在活动时，心输出量随整体的活动程度而增加，血流量分配也起变化，例如肌肉运动时，运动中的肌肉血流量可增加许多倍，而不活动的肌肉及内脏血流量则不增加，反而减少。在高温环境下，皮肤血流量也增加许多倍，而内脏器官血流量并不增加，反而减少。
血液流速 流速是指单位时间内血液在血管中流动的距离。流速与流量的关系可用下式表示。即若以V(cm/s)表示流速，Q(ml/s)表示流量，A(cm2)表示管道的横截面积，则三者的关系为V=Q/A
设人体在静息时的心输出量为5L/min或83ml/s，主动脉的横截面积为3cm2，则主动脉的平均流速为
V=
液体基本上无压缩性，一般均有粘滞性，但可以暂不考虑液体的粘滞性。完全不可压缩又无内磨擦的液体叫做理想液体。理想液体能无磨擦地均匀地沿着管壁流动。在流量稳定时，流速与管道截面积成反比，即在管道粗的地方流速小，细的地方流速大。这里所谓截面，可以是单一的管子，也可以是平行着的小管子的总和。
在心血管系统，主动脉只有一条，主动脉分成许多大动脉，又分成更多的小动脉，故主动脉面积最小，约3～4cm2，血流速度最快，平均20～30cm/s。而毛细血管由于总数量多，其总截面积约为主动脉弓的700～800倍。故它的血流速度仅为主动脉弓血流速度的1/700～800，依此计算，约0.03～0.05cm/s。但实际上观测毛细血管血液流速可较此为快，因为平时全部毛细血管并不同时开放，开放着的毛细血管总截面小于上述估计数字。到静脉系统，总截面积逐渐减小，故血流速度又有所增快。下腔静脉血流速度约8～10cm/s。毛细血管中血流速度慢，其所含物质有充分时间与毛细血管外组织液或肺泡气体进行交换，这对完成血液循环功能是极有利的。
循环时 血液中某一质点通过整个循环系统或身体某一部分血管所需的时间，称为循环时。在临床上可通过循环时的测定来了解循环系统的功能，但循环时不能作为血流量的可靠指标。所谓总循环时是指向外周静脉（如前臂）注入某一指示剂如染料或放射活性物质，然后测定该指示剂经血液循环后最初回到相当于注射部位所需时间，正常值约20余秒。除总循环时外，还可测定血液流经循环系统某一段路程所需的时间。如向前臂静脉快速注射刺激嗅觉感受器或味觉感受器的物质(如乙醚、葡萄糖酸钙和糖精等)，待被试者报告产生特殊感觉所经历的时间，即分别称为臂肺循环时(约4～8s)与臂舌循环时(约8～16s)。近年来应用心导管技术，则可根据需要，更准确地测定某一特定循环过程所经历的时间。
层流与湍流 粘滞液体在作稳定流动时，可把液体分作若干层。管轴的流速最快，环绕轴外的各层离轴心越远则速度越小，到贴附管壁的那一薄层血浆基本上不流动。流动中血液的血细胞浓度也是越接近轴心越浓，这种流动叫层流。在层流情况下，各液层速度矢量图为一抛物线（图），最大速度 （轴心）为平均速度的两倍，若以平均速度计算液体的动能，所出现的误差很小。

血管中各流动液层速度的矢量图

若液体的流速逐渐增加超过某一定值时，正常的层流情况即被破坏，液体中各质点的流动方向不同一，这叫做湍流。湍流发生时，管道对液体流动的阻力激增，为克服阻力所消耗的能量也明显增加。因此在同样压力差下，流量将减少，流动也就不稳定。
人体的血液循环在正常情况下属于层流形式。但在心室快速射血期，主动脉与肺动脉根部的血流速度很高，故可出现湍流。多年来湍流被认为是造成心血管系统杂音的原因。故在贫血、甲亢、心瓣膜疾病、损伤性动静脉短路等情况下，均可因为湍流的形成而可利用听诊器在相应部位听到杂音。在测量血压时所听到的Korotkoff音也被认为是由于血液流经被压缩的血管时形成湍流所产生。
流速与压强的关系 压强是指某一物体单位面积所承受的压力，以dyn/cm2计算。液体在管道内流动时，其总能量(Er)为动能(EK)、重力势能(EG)和压强能(EP)之和，即Er=EK+EG+EP。在很多情况下，例如在水平管中流动，重力势能可以忽略不计。故流速较小处的压强较大，而流速较大处的压强较小。在心血管系统中，由于血液粘滞性较大，因此在流动中要克服阻力，压强能逐渐减小。虽然从主动脉到毛细血管的横截面积逐渐增大，血流速度逐渐减慢，各段血管的压强似应变大，但这种变化远不及由于血液粘滞性所引起的压强降低。所以总的趋势是从主动脉经毛细血管到静脉，血压一直是下降的。肺循环的压力较低，但血压变化的趋势与体循环相似。
在冠状动脉硬化而导致管腔狭窄到仅为正常的1/3时，狭窄处的横截面积约为正常的1/9，这样，血流的动能可剧增，以致该处的压强大大的降低，严重影响心脏的供血，如果动能增加到足以使血压低到大气压以下，狭窄的血管可以陷塌。而一旦血流停止，动能消失，局部压强又行增高，狭窄的血管重新开放。如此周而复始，使血管节律地关闭、开放，严重影响心脏的功能。
临床上应用心导管测定压力时，要注意动能对测压的影响。如果导管开口的方向与血流方向相同，则测得的压力比实际压力略低，这是由于围绕管口的血流改变了层流的特点而成为湍流，并消耗了一部分能量。相反如果导管开口与血流方向相对，则测定的压力比实际压力为高，正好高出相当流速动能的压力。因为这时血流的动能转化为压强能。如导管的开口在侧面，则所测出的压力才是真正的压力（侧压）。肺动脉压较低，这种测压误差在肺循环中尤为重要。