血液流變學是研究血液流動和變形的科學，而血液動力學(Hemodynamics)是以研究血液在心血管系統(tǒng)如何流動和完成循環(huán)為宗旨:血液在心血管系統(tǒng)中流動的一系列物理學問題屬于血流動力學的范疇。血流動力學和一般的流體力學一樣，其基本的研究對象是流量、阻力和壓力之間的關系。
物體的流動和變形是互為因果、互相依存的，但不論是物體的流動或物體的變形都屬于物體的力學現(xiàn)象，通過力學的相互作用而相互影響，可見血液流變學與血液動力學兩者關系密切。研究血液動力學和血液流變學的關系已成為當前尤為活躍切感興趣的課題之一。因此，要研究血液流變學，就一定先了解和研究血液動力學，為建立研究模型、把握基本原理建立科學的基礎，進而才能深入理解血液流變學的本質(zhì)內(nèi)容和變化規(guī)律。
一、血液動力學的基本概念
(一)定義
血液動力學是研究血液在血管中流動的力學。凡血液在心血管系統(tǒng)中流動的一系列物理學問題都屬于血液動力學。Mc Donald(1968)曾建議血液動力學可定義為“對流動血液和血液所流經(jīng)的所有固體機構(如動脈)的物理學研究”。血液動力學參數(shù)是認識心臟血管功能動態(tài)變化的基本數(shù)據(jù)，隨著醫(yī)學電子儀器和技術的發(fā)展將有可能獲得較多的血液動力學信息，更好地去認識某些與血液動力學有關的疾病的發(fā)生和發(fā)展規(guī)律。
(二)研究內(nèi)容
血液動力學是研究血液在心血管系統(tǒng)中流動時的一系列物理學問題。其主要內(nèi)容有：
1．血流：包括流量與流速。
2．血壓：包括動脈壓毛細血管壓和靜脈壓。
3．阻力：包括血流阻力和血管阻力。
4．流量、壓力和阻力之間的關系。
這是血液動力學的關鍵問題。
但血液動力學涉及到的內(nèi)容和知識卻超出了動力學的范圍，它包括血管和血液的基本特性和本構方程，血液流動的基本現(xiàn)象和數(shù)學模型，血液循環(huán)系統(tǒng)的幾何特征和可能的邊界條件。
表示流體的流動參量主要有：流量、流速、壓力、阻力和粘度等。
1．流量
流量即每單位時間流經(jīng)血管之血量。以整個循環(huán)系統(tǒng)而言，每單位時間的流量亦即心輸出量，以循環(huán)系統(tǒng)的某一部分而言，例如單位時間流經(jīng)腎臟、肝臟和腦的血流量稱為器官血流量。
2．流速
流速或血流線速度是指管內(nèi)單個質(zhì)點(如一個細胞)每單位時間的流動距離。在流量相等的情況下，流速與血管口徑成反比，由于血管每次分支管徑總和大于總支管徑，因此，就平均流速而言，大血管中流速快、小血管中流速慢，毛細血管中流速更慢，僅0．5～1．0mm/s。
血管中血流有如下特點：在動脈段，流速隨心動周期而變化，這種周期性變化越到動脈末梢就越小。另一個特點在血管邊緣部分血流速度較慢，越近中心則流速越快。
3．血壓
血管內(nèi)血液對于血管壁的測壓力，稱為血壓。在心搏頻率變化不大的情況下，決定收縮壓的舒張壓的比較主要因素有三方面：即心輸出量、外周阻力和動脈壁彈性。
4．外周阻力
血管系統(tǒng)中構成血流阻力的各種因素總稱外周阻力。動脈阻力為特別主要。大血管血液流速快，但管徑大，阻力不大。但小動脈流速雖不如大血管快，可是管徑細長度大，整體內(nèi)在神經(jīng)體液因素作用下，其管徑常有變化，所以是調(diào)節(jié)外周阻力的主要血管。
血流阻力來源于血液的內(nèi)摩擦及血液與血管壁之間的摩擦力。血管的管徑與長度影響血液與血管壁間摩擦，而血液粘滯性則主要影響血液的內(nèi)摩擦。這些因素與阻力的關系可用公式表示如下：
式中L為血管長度，r是血管半徑，η為血液粘度。一般血管長度不會有顯著變化，則總外周阻力與血液粘滯性成正比，與血管管徑的四次方成反比，故血管管徑變化對血流阻力影響特別大。
血管阻力指血管幾何形狀對血流阻力的影響。從血流阻力(R)和粘度(η)可計算血管阻力(Z)，即：
5．粘度
是量度液體流動性質(zhì)常用物理量之一。粘度與流度呈倒數(shù)關系。粘度低，則具有較高的流度，如水，粘度高，具有較低的流度。粘度是反映物體淀變性的重要指標。
6．流量與壓力與阻力關系
主要有壓力、流量與阻力基本關系，前后負荷對心輸出量的影響，血管壁張力對血流的影響等。
二、血液動力學在血液流變學的應用
血液是一種非牛頓流體，在不同的應力范圍內(nèi)，血液本構方程有不同的近似形式。因此，先要深刻領會血液動力學的模型和原理，在運用血液動力學方程時，要充分注意方程成立的條件。根據(jù)問題的性質(zhì)進行具體的分析，選用不同的血液動力學方程，從某些基本方程出發(fā)，并結合有關生理實驗進行研究，常常可以得出較正確的結果。如研究流量與壓方之間關系可考慮采用Poiseuille方程或Casson方程，前者只適用于牛頓流體在剛性圓管內(nèi)作穩(wěn)定的層流流動。研究流速與壓力關系或動能、勢能和壓力能之間關系時可選用伯努利方程。