血压与体位关系的力学分析

杜新满

摘 要：目的：通过分析人体体位与血压的力学关系，为医学临床工作者提供医学物理学方面的信息，以便对疾病进行准确的诊断和治疗。方法：运用流体力学的基本规律——伯努利方程，分析人体血液循环中血压、血流速度、体位之间的力学关系，从而得出血压与体位的关系。结果：人体体位不同，其血压有显著差异。结论：掌握和理解血压与体位的力学关系，对临床上准确测定血压有一定帮助，且对预防体位性低血压导至的眩晕，或者晕厥发生有重要的指导意义。

关键词：血压；体位；伯努利方程

一、力学原理——伯努利方程

（1）式是不可压缩的实际液体，作稳定流动时的基本规律，称为实际液体的伯努利方程。如果实际液体在粗细均匀的水平管中流动时，因为均匀，横截面积相同（S1=S2），由连续性方程（S1V1=S2V2），则有：v1=v2；又因为是水平管，两截面处水平高度相同，则有：h1=h1，由（1）式可以得到 P1-P2=W12 （2）

（2）式说明，实际液体在均匀水平管中作稳定流动，液体流过两截面过程中克服内摩擦力所做的功等于这两截面处的压强差。如果实际液体在均匀管中流动时，由以上分析则有：

（3）式说明，实际液体在均匀管中流动时，高处压强小，低处压强大。式中W12表示液体从截面1处流到截面2处，克服内摩擦力所做的功。

二、体位对血压的影响

实验表明，人的体位对血压有明显的影响。如图所示，表示某人站立和平卧时，头部、心脏、脚部三处动脉和静脉血压的数值。由图可以看出，当人体平卧时，各处的血压几乎相同，仅有少许差别，而站立时，三处的血压显著不同，脚部血压最高，心脏血压次之，头部则最低。

运用实际液体的伯努利方程可以解释血压与体位的关系。当人体平卧体位时，动脉、静脉血管可近似为粗细均匀的水平管，血液在其中流动符合（2）式的流动规律。头部、脚部的动脉压等，但略低于心脏动脉压；头与足血压降低的多少，决定于血液流动中克服摩擦做功的多少（P心-P头=W心头，P心-P脚=W心脚）。同理，头部、脚部静脉压也相等且必定高于心脏的静脉压，因为静脉血是由头、脚流回心脏的，由于流动过程中克服摩擦力做功，消耗了能量，所以心脏静脉压低于头和脚的静脉压。

当人体直立体位时，血液在动脉、静脉中流动符合实际液体在均匀管中流动，即（3）式的流动规律。对动脉而言，很明显头部位置最高（h大），其血压最低（6.8 kPa），心脏血压次之（13.30 kPa）），脚部位置最低（h小），其血压最高（24.4 kPa））；对静脉而言，同样是头部血压低（-5.20 kPa）），心脏血压次之（0.3

kPa）），脚部血压最高（12.40 kPa））。

上述动脉压、静脉压的变化都是由体位变化而引起的。但是，不管取直立位或平卧位，心脏的动、静脉压是不变化的。所以，在测量血压时，通常选择与心脏同高的上臂处（肱动脉）作为测量部位。并且所测得的血压是高于大气压强的数值。

现在不难解释为什么医务人员给患者测血压时，坐位与平卧位有差异。因为平卧位肱动脉的高度与坐位时肱动脉的高度不同，且平卧时高度低，由于高处血压低，低处血压高，所以平卧位时测出的血压值会高一些。

血压是血管内血液对管壁的侧压强，血压的高低与流量、流阻及血管的柔软程度有关，用生理学上的术语来说，就是与心输出量、外周阻力及血管的顺应性有关。在运用物理学的原理来说明血压状况时，必须考虑到生物系统的复杂性。

三、结束语

在生活中，我们经常有这样的体验，蹲在地上干活时间久了，起来时眼前一阵眩晕。这种现象也是因为体位突然变化，造成头部血压降低引起的。尤其是老年人和长期卧床的病人，应预防体位性低血压的发生。

体位性低血压是老年人的常见病。一旦发生体位性低血压，出现晕厥现象，应立刻将病人抬放在空气流通处，或将头放低，松解衣领，适当保温，病人一般会很快苏醒。预防疾病最主要的是锻炼身体，增强抵抗能力，合理饮食。愉悦心情。保持良好的生活习惯是治疗一切疾病的首要条件。

参考文献：

[1] 刘加升 王敏 不同体位对血压值的影响[J] 中国实用护理学杂志 1985年第1卷第7期

[2] 陈仲本，况明星等.医用物理学[M].高等教育出版社，2010.