Haemodynamics of Arterial Organs pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Xu, X. Y. (EDT)/ Collins, M. W. (EDT)

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页数:0

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价格:147

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isbn号码:9781853125096

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图书标签:

• Haemodynamics
• Arterial physiology
• Vascular physiology
• Blood flow
• Arterial disease
• Organ perfusion
• Hemodynamics
• Vascular mechanics
• Microcirculation
• Clinical physiology

血液动力学与动脉器官：聚焦结构、功能与病理生理学 本书简介 本书深入探讨了血液动力学原理在动脉器官系统中的复杂应用与核心作用，旨在为血管生物学、心血管生理学及临床医学领域的研究人员、医生和高级学生提供一个全面、精深且高度整合的知识框架。我们摒弃了对特定书籍内容的重述，而是构建了一个围绕动脉系统在生理和病理状态下血流动力学行为的广阔图景。 第一部分：动脉系统的生物物理学基础 本部分首先奠定了理解动脉血流动力学的物理学基石。我们将详细解析流体力学（Fluid Dynamics）的基本方程，包括牛顿粘性定律、雷诺数（Reynolds Number）在动脉分叉处的意义，以及泊肃叶定律（Poiseuille's Law）在理想化血管模型中的适用性与局限性。重点讨论了血液作为非牛顿流体（Non-Newtonian Fluid）的特性，尤其是在低剪切率和高红细胞聚集状态下对黏滞性测量的影响。 脉动流与波动力学： 动脉系统是典型的脉动流环境。我们将详尽分析压力波（Pressure Wave）和流速波（Flow Wave）的产生、传播和衰减机制。傅里叶分析（Fourier Analysis）被引入用以分解复杂的脉冲波形，从而分离出基波及高阶谐波，这对于理解动脉顺应性（Compliance）和输入阻抗（Input Impedance）至关重要。顺应性的概念被深入剖析，不仅局限于血管壁的被动弹性，还包括血管壁主动张力对系统整体弹性的贡献。 动脉壁的生物力学： 动脉壁并非简单的管道，而是具有高度精细结构和生物活性的多层复合材料。本部分将详细阐述血管平滑肌细胞（VSMCs）的力学特性、细胞外基质（ECM）——特别是胶原蛋白和弹性蛋白——的空间排布如何决定了血管的刚度和抗张强度。我们将探讨应力-应变关系（Stress-Strain Relationship）在不同血压水平下的非线性变化，并引入先进的本构模型（Constitutive Models）来描述动脉组织的生物力学行为。 第二部分：正常生理状态下的动脉器官功能 本部分将焦点转向在健康状态下，动脉系统如何精确地调节血流以满足不同器官的代谢需求。 远端阻力与器官灌注： 我们探讨了“远端心输出量模型”（Windkessel Model）的演进版本，重点分析了终端阻力（Peripheral Resistance）在维持平均动脉压中的作用。灌注压（Perfusion Pressure）与组织代谢需求之间的精细反馈机制，特别是自动调节（Autoregulation）的神经、内分泌和旁分泌介质（如一氧化氮、前列腺素、内皮素）的作用，如何动态地调控小动脉的口径，是本节的重点。 血流剪切应力与内皮功能： 血流动力学最重要的局部效应之一是剪切应力（Shear Stress）对血管内皮细胞的影响。我们将详细分析内皮细胞如何“感知”并响应不同的剪切应力模式（稳态与紊流）。功能性内皮依赖性舒张（FMD）的机制被置于血流动力学背景下解读，强调了适度的、层流（Laminar Flow）剪切应力是维持血管稳态和抗炎反应的关键因素。 动脉分形几何与血流分配： 动脉树的层级结构并非随机的，而是遵循一定的分形几何规律。本部分将讨论这些分形优化原则如何最小化能量消耗（泵功和代谢能耗），并确保在生理流量下实现最佳的压力梯度分配。 第三部分：动脉疾病的血流动力学驱动因素 动脉疾病的发生与发展往往是结构重塑与病理生理血流动力学相互作用的结果。 高血压的血流动力学后果： 原发性高血压不仅仅是压力升高，它驱动了动脉的结构重塑。我们将分析持续高压如何导致动脉壁张力增加，进而引发代偿性或失代偿性的血管壁增厚（内膜增生与中膜肥厚）。这种结构变化反过来影响了系统阻抗和脉冲波速度（Pulse Wave Velocity, PWV），从而形成一个恶性循环。 动脉粥样硬化的血流动力学热点： 动脉粥样硬化斑块倾向于在特定的血流动力学环境中形成和进展。本部分将深入剖析低或紊乱的剪切应力区域（如动脉分叉处和管壁弯曲处）如何诱导内皮细胞的促炎状态和脂质沉积。我们还将探讨斑块内血液动力学特征，如剪切不均性（Shear Stress Heterogeneity）对斑块稳定性的影响。 动脉瘤与血流动力学不稳定性： 动脉瘤的形成和扩张与其壁面上的拉伸应力（Tension）密切相关。我们将讨论壁面剪切应力（Wall Shear Stress, WSS）在动脉瘤壁上的变化模式，以及高张力如何促进基质金属蛋白酶（MMPs）的释放，导致ECM降解和管腔扩张。流体结构相互作用（Fluid-Structure Interaction, FSI）的计算模型在本节中被用作预测动脉瘤破裂风险的工具。 微循环灌注障碍： 尽管本书主要关注大、中动脉，但微循环是最终决定器官灌注的关键环节。我们将讨论在系统性疾病（如糖尿病、败血症）中，大动脉僵硬度增加如何向远端传导，进而影响小动脉和毛细血管床的反应性，最终导致组织缺血。 第四部分：先进的测量技术与模型化 理解血流动力学需要精确的测量和强大的计算工具。本部分介绍了当前最前沿的方法学。 无创与有创血流动力学评估： 无创技术如彩色多普勒超声（CDUS）、磁共振血管造影（MRA）和脉搏波分析（PWA）的原理和临床应用被详细阐述。我们探讨了如何从这些技术数据中逆推出系统阻抗、有效动脉血容量和心室-动脉耦合（Ventricular-Arterial Coupling）的效率。有创测量的金标准及其在危重症患者管理中的价值被进行对比分析。 计算血流动力学（CFD）： 计算流体力学在模拟复杂三维动脉几何形状和非均匀流动条件下的应用达到了前所未有的精度。本部分将介绍基于有限元法（FEM）或有限体积法（FVM）的建模流程，包括如何将生物力学参数（如壁厚、弹性模量）输入到求解器中，以预测动脉内特定点上的局部高剪切或低剪切区域。 结论： 本书致力于将基础的物理定律与复杂的生物学现实相结合，提供对动脉器官血流动力学驱动的生理过程和病理改变的深刻洞察。通过结构、功能和力学之间的相互关联性分析，读者将能够以一种全新的、量化的视角来审视心血管系统的健康与疾病。

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