血流
血流（けつりゅう、英: blood flow）とは、血液の流れのこと。血行（けっこう）とも呼ばれる。
概要
血液の流れは非常に複雑であり、学問的にはヘモレオロジー（血液レオロジー）などの分野で研究されている。
血液というのは、細胞成分(赤血球、白血球、血小板)と血漿(各種電解質と各種有機物の水溶液)からなっており、非ニュートン的粘性を持っている[1]。
血液は血漿と各種血球成分から構成されている。血漿の91.5%は水であり、7%はタンパク質、その他の溶質成分は1.5%である。血球成分を構成するのは血小板、白血球、赤血球である。これら血球成分の存在と血漿中の分子との相互作用により、血液は「理想的なニュートン流体」とは異なる振る舞いを見せる[2]
血流の理解の難しさを、初学者にも理解してもらうために挙げられることのあることとして、赤血球の直径が毛細血管の細い部位の直径よりも大きい、ということが指摘されることがある。赤血球が7～8μmなどとされるのに対して毛細血管の内径が5～15μmnなどとされ、つまり、毛細血管の細い部位では、赤血球が変形することでようやく通過している、ということが指摘されることがある。
血流のモデル化は一筋縄でゆくものではなく、ニュートン流体モデル、ビンガム流体モデル、アインシュタインモデル、Cassonモデル、Quemadaモデルなど、それぞれのモデルが有効な条件範囲を慎重に検討し、人体の部位や状況に応じて、複数のモデルの採用を慎重に検討する必要がある。→ヘモレオロジーを参照
血流の流速（流れる速さ）は、血管の場所によって大きく異なっている。
| 血管の種類 | 全断面積 | 流速（cm/s） |
|---|---|---|
| 大動脈 | 3–5 cm2 | 40 cm/s |
| 毛細血管 | 4500–6000 cm2 | 0.03 cm/s[5] |
| 上下大静脈 | 14 cm2 | 15 cm/s |
なお血流は、基本的には脈流（流量が一定の流れではなく、脈を打つ流れ、流量が周期的に変化する流れ）である。
血流の生体力学
血液が血管の中を流れる原動力になっているのは、心臓のポンプ機能による血液の拍出である。血管壁は弾性・可動性に富む構造をしているため、血液と血管壁との間で力の相互作用が働き、お互いの力学的挙動に影響を与え合う。それ故、血液の循環動態を考察するには流体力学と弾性力学の基本的な理解が必要である。
定量的記述
通常血流は層流であるため、血流の流速は血管の断面積に反比例する関係にあり、従って断面ごとに異なる流速を持つ。このため流速は血管の中心付近で最速となり、血管壁付近で最も遅くなる。流速に言及する際には通常は平均速度を用いる[6]。
拍動指数（PI）
血流の流速を測定するにはレーザードップラー流速計等、種々の方法がある[7]。動脈における流速は拡張期より収縮期の方が速い。その違いを定量化するパラメーターの一つとして拍動指数（Pulsatility index, PI）が用いられる。これは収縮期の最大流速と拡張期の最低流速の差を平均流速で除したものに等しい。この値は心臓から離れた末梢に行くに従って減少する[8]。
この節は検証可能な参考文献や出典が全く示されていないか、不十分です。 (2014年2月)
足で起きた虚血の例。チアノーゼが生じている。 例えば以下のようなことを原因として起きうる。[要出典]
出典・脚注
- ^ 菅原基晃、前田信治『血液のレオロジーと血流』コロナ社、2003年。
- ^ Gerard J. Tortora, Bryan Derrickson (2012). “The Cardiovascular System: The Blood”. Principles of Anatomy & Physiology, 13th. John Wiley & Sons, Inc.. pp. 729–732. ISBN 978-0470-56510-0
- ^ [誰?]「血流は理論上は血管抵抗と圧力勾配を用いて計算することができる。[要出典]」「数学的に言えば、血流はダーシーの法則（いわば血流版のオームの法則のようなもの）とハーゲン・ポアズイユの式によって表現することができる。[要出典]」
- ^ Gerard J. Tortora, Bryan Derrickson (2012). “The Cardiovascular System: Blood Vessels and Hemodynamics”. Principles of Anatomy & Physiology, 13th. John Wiley & Sons, Inc.. p. 816. ISBN 978-0470-56510-0
- ^ Elaine N. Marieb, Katja Hoehn. (2013). “The Cardiovascular System:Blood Vessels”. Human anatomy & physiology, 9th ed.. Pearson Education,Inc.. p. 712. ISBN 978-0-321-74326-8
- ^ Gerard J. Tortora, Bryan Derrickson (2012). “The Cardiovascular System: Blood Vessels and Hemodynamics”. Principles of Anatomy & Physiology, 13th. John Wiley & Sons, Inc.. p. 816. ISBN 978-0470-56510-0
- ^ Stücker, M.; Bailer, V.; Reuther, T; Hoffman, K.; Kellam, K.; Altmeyer, P (1996). “Capillary Blood Cell Velocity in Human Skin Capillaries Located Perpendicularly to the Skin Surface: Measured by a New Laser Doppler Anemometer”. Microvasc Research 52 (2): 188–192. doi:10.1063/1.1754319. PMID 8901447.
- ^ Gerard J. Tortora, Bryan Derrickson (2012). “The Cardiovascular System: Blood Vessels and Hemodynamics”. Principles of Anatomy & Physiology (13th ed.). John Wiley & Sons, Inc.. p. 817. ISBN 978-0470-56510-0
- ^ H. Darcy, Les Fontaines Publiques de la Ville de Dijon, Dalmont, Paris (1856).
- ^ Kirby, B.J. (2010). Micro- and Nanoscale Fluid Mechanics: Transport in Microfluidic Devices.. Cambridge University Press. ISBN 978-0-521-11903-0
- ^ Bruus, H. (2007). Theoretical Microfluidics
- ^ 板谷慶一、宮地鑑「超音波VFM」『検査と技術』第41巻第12号、医学書院、2013年11月1日、1126-32頁。
- ^ 竹中克;戸出浩之;石津智子 編『心エコーハンドブック 心不全』金芳堂、2016年。
関連項目
- 血液
- 循環器学
- ヘモレオロジー
- ウィンドケッセルモデル
- 血行動態
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