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前 言 1

第一章绪论 1

§1—1什么是心血管血流动力学 1

目 录 1

§1—2心血管血流动力学研究的意义和作用 3

§1—3心血管血流动力学研究的特点 4

一、心血管血液流动的若干特殊性 4

二、心脏壁和血管壁材料的力学性质的复杂性 5

三、实验研究的特殊地位 6

四、研究工作的跨学科综合性 6

§1—4 心血管血流动力学的主要研究方法 7

§1—5心血管血流动力学发展史略 8

参考文献 12

§2—1张量概念 13

第二章预备知识及基本概念 13

§2—2表征物体受力和变形的若干物理量 23

一、外力和内力 23

二、应力 24

三、一点的应力状态、应力张量 25

四、变形、位移梯度张量 28

五、应变与应变张量 30

六、应变率与应变率张量 32

§2—3某些常见的流变学概念 34

一、本构关系与本构方程 34

二、固体、流体与粘弹体 35

三、虎克固体与牛顿流体 36

四、非牛顿流体及其分类 41

六、悬浮液、密度、重度、比容（压 47

积）、pH值 47

五、雷诺数、层流与湍流 47

§2—4物理量的量纲、单位制和无量纲化 48

参考文献 51

第三章血液流变特性 53

§3—1血液的组成及功能 54

一、血浆 54

二、血细胞 55

三、血液的功能 58

§3—2血浆的流变特性 59

§3—3红细胞的流变特性 62

一、红细胞的几何形状 62

二、红细胞膜的流变性质 63

三、红细胞内液的流变性质 68

四、红细胞的变形性 68

§3—4红细胞的聚集 72

一、切变率对红细胞聚集的影响 73

二、引起红细胞聚集的因素 74

三、红细胞聚集的机理 74

§3—5红细胞沉降 76

一、血沉规律及影响因素 76

二、沉降理论 78

§3—6血小板流变特性与血小板聚集 82

§3—7血液凝固与血栓形成 85

一、血液凝固 85

二、血栓形成 87

§3—8血液的粘性与粘弹性 89

一、血液的粘性 90

二、血液的触变性 91

三、血液的粘弹性 91

四、全血典型流变图 92

一、过去常见的几种本构方程 94

§3—9血液的本构方程 94

二、Huang（黄敬荣）的触变方程 95

三、血液在空间三维流动中本构方程的一般形式 96

§3—10影响血液粘度的因素 97

参考文献 98

第四章血管的几何形态和组织结构 102

§4—1心血管几何形态 103

一、心血管系统概述 103

二、动脉系统几何形态 104

§4—2血管壁的解剖结构 111

一、正常血管的一般解剖结构 111

二、各类血管的结构特点 112

§4—3血管壁的超微结构 114

一、内皮细胞 115

二、平滑肌细胞 118

三、胶原纤维 121

四、弹性纤维 123

五、粘蛋白（蛋白多糖） 126

§4—4 动脉壁内膜增厚与粥样硬化 126

一、动脉管壁内膜增厚 127

二、动脉粥样硬化 128

参考文献 134

第五章血管的一般性质和弹性特性 137

§5—1血管壁的运动与组织约束 137

一、动脉血管的径向运动：压力—管 137

径关系 137

二、动脉血管的轴向运动：压力—长 142

度关系 142

三、主动脉相对于胸腔和腹腔的瞬 144

时位移 144

四、血管的组织约束 145

§5—2血管壁的一般力学性质 151

§5—3血管壁的增量线性弹性 159

一、血管的参考构型和初始应力应变 159

状态 159

二、血管增量线性弹性本构方程 163

§5—4血管壁的非线性弹性 172

一、非线性弹性的应力、应变描述及 172

本构方程的一般形式 172

二、多项式形式的四常数和十常数本 174

构方程的一般形式 174

三、应变能密度函数方法 175

四、增量线性弹性理论与非线性弹性 181

理论的相互关系 181

五、应力和应变能密度沿管壁厚 185

度的分布 185

参考文献 191

第六章血管的粘弹特性 194

§6—1血管的粘弹性概述 194

§6—2血管壁的增量线性粘弹性 197

一、线性粘弹性的一般理论 197

二、血管壁粘弹性增量的复数表示 209

三、复弹性模量的应变相关和频率相 213

关性 213

§6—3血管壁的非线性粘弹性 221

一、Green-Rivlin关于非线性粘弹 221

性的一般理论 221

二、Vaishnav等的“十函数理论” 225

和“四函数理论” 225

三、冯元桢的拟弹性理论 230

四、冯元桢的准线性理论 234

参考文献 238

第七章血流动力学基本方程 241

§7—1 血流作为均匀不可压缩牛顿流体流动时的基本方程 242

§7—2血流作为非牛顿流体流动时的 245

基本方程 245

§7—3初始条件和边界条件 247

§7—4血液流动中的相似律 252

参考文献 254

第八章心脏力学 256

§8—1心脏的结构与功能简述 257

§8—2心脏的心电过程 261

一、心肌细胞的功能特性 261

二、心脏电信号的特殊传导系统 264

三、心肌动作电位 265

§8—3心脏的动力学过程 269

§8—4心脏收缩的肌肉力学基础 272

一、心肌的组织结构 272

其生物化学基础 276

二、心肌收缩的“肌丝滑行理论”及 276

三、肌肉力学的经典研究 282

§8—5心肌力学 291

§8—6 Starling心脏定律 294

一、Starling心脏定律的表现形式 294

二、Starling心脏定律对心功能的调 296

节作用 296

三、心房的“初级泵”作用 298

四、Starling心脏定律的机理 298

§8—7心脏的作功、效率与能耗 299

§8—8心脏内血流 303

参考文献 306

第九章大血管中的血流 308

§9—1刚性圆管层流流动 309

一、历史回顾 314

§9—2动脉中的脉动流 314

二、刚性圆管脉动流 315

三、弹性圆管脉动流 318

§9—3动脉系统阻抗、脉博波的传播 325

与反射 325

一、动脉血管段的轴向阻抗、横向阻 326

抗和特征阻抗 326

二、动脉系统输入阻抗 328

三、动脉中波的传播和反射 331

§9—4动脉流动中的进口、弯曲、分 335

支和狭窄效应 335

一、进口效应 335

二、弯曲管流动 336

三、管系分支处的流动 337

四、管道狭窄处的流动 338

一、静脉解剖结构及血流特点 340

§9—5静脉血流 340

二、静脉血管的稳定性 341

三、可塌陷管的定常流 343

四、静脉血管脉动流 345

§9—6 中医脉诊力学问题的初步探讨 346

一、脉象的压力脉搏波解释 348

二、脉象的血管位移波解释 351

参考文献 357

第十章微循环血流 361

§10-1微循环的结构形态及流动特点 361

§10-2微循环流动中的若干特异现象 363

一、分层效应——血浆层与红细胞径 363

向迁移 363

Fahraeus效应 364

二、分流效应——血浆撇取效应与 364

三、管径效应——Fahraeus— 365

Lindqvist 效应、∑效应、 365

毛细管逆转现象 365

四、管壁效应 368

§10-3毛细管血流模型实验 369

§10-4毛细血管中的正间隙流动 370

§10-5毛细血管中的负间隙流动 372

§10-6肺微循环 374

一、肺毛细血管网络的片流模型 374

二、冯元贞肺微循环片流理论 375

参考文献 378

第十一章心血管系统物理模拟理论与装置 380

§11-1心血管系统物理模拟概述 381

解剖依据 385

§11-2心血管物理模拟系统的生理、 385

§11-3心脏的理论模型及电路模型 389

一、心室作为“独立压力源” 390

二、心脏作为“独立流量源” 395

§11-4 血管段的理论模型及其模拟电路网络 397

一、动脉血管段的分布参数模型及其 398

模拟电路网络 398

二、动脉血管段的集中参数模型及其 400

模拟电路网络 400

三、微循环与静脉血管模型 402

§11-5循环系统整体电路模型 403

一、模型分类 403

二、循环系统整体模型中的特征阻力 403

§11-6系统分析 408

一、传递函数方法 409

二、状态空间方法 414

§11-7模拟循环系统设计的若干问题 417

一、设计方法 417

二、设计中的相似性准则 418

三、模拟装置的基本元件结构 420

§11-8血管壁粘弹流变特性模拟机制 422

引入模拟循环系统的方法 422

一、复频柔度与复频液容 424

二、复频液容器的结构模型、数学模 426

型、力学模型和电路模型 426

三、复频液容器的设计 434

§11-9人体循环模拟装置（分布—分 436

段集中混合参数模型）的设计 436

与制作 436

一、总体结构方案的考虑 436

二、系统分段、参数选择及动态响应 439

三、装置的制作 444

四、体循环模拟装置及特性曲线 451

五、肺循环模拟装置及特性曲线 451

§11-10模拟循环系统设计的土屋—梅 452

津方法 452

一、心脏设计要点 454

二、血管设计要点 455

三、阻力器设计要点 456

§11-11其它几种典型模拟循环装置简介 457

一、Reu l和黄焕常的体循环模拟装置 457

二、Elzinga-Westerhof带离体猫 458

心脏的体循环模拟装置 458

三、McInnis全循环模拟装置 459

四、Reu 1分布参数式体循环模拟装置 459

参考文献 463