紅細(xì)胞類(lèi)似于兩面凹下去的圓盤(pán),其直徑為7um,厚度為2um。幾乎整個(gè)紅細(xì)胞的重量由血紅蛋白組成,血紅蛋白被一層薄細(xì)胞膜(血漿膜)所包裹[40,41]c血紅蛋白本身是一種球狀蛋白質(zhì)。其有與氧氣結(jié)合的能力,因此將氧氣從肺部運(yùn)輸?shù)襟w內(nèi)各組織成為了紅細(xì)胞的主要功能。然而細(xì)胞膜具有電惰性。由于膜非常薄從而會(huì)導(dǎo)致較高的特征薄膜電容,其值為0.8uF/cm2至uF'/cm2[42]。在低頻條件下,血液阻抗可以通過(guò)紅細(xì)胞周?chē)难獫{電阻來(lái)表征。紅細(xì)胞本

身的電阻較低。然而,紅細(xì)胞較低的阻值并未有助于在低頻條件下電流的傳導(dǎo),這是因?yàn)榫哂薪^緣特性的細(xì)胞膜。在更高的頻率條件下,細(xì)胞壁的電阻抗將減小,從而降低了血液的阻抗。當(dāng)進(jìn)一步增加頻率時(shí),血液阻抗將繼續(xù)減小到某一值,即是血漿和紅細(xì)胞細(xì)胞內(nèi)液電阻的混合值。

AT25F512B-SSH-T

   上述電學(xué)特性可以通過(guò)三元“宏模型”來(lái)進(jìn)行建模,如圖4。夕a所示。在這一模型中,Rp代表了血漿電阻的宏觀影響,Cm是細(xì)胞壁電容以及Ri是血紅蛋白電阻。在本章參考文獻(xiàn)[躬]中,研究者發(fā)現(xiàn)在非常高的頻率下,其他影響(例如水的電容)也會(huì)改變血液的阻抗。在低頻條件下(r<⒛kHz),當(dāng)采用電極來(lái)測(cè)量血液阻抗時(shí),所謂的極化阻抗zc也需要考慮進(jìn)去(見(jiàn)圖4�！眀)[43]。這些極化阻抗相當(dāng)復(fù)雜,從而使得阻抗測(cè)量變得極其困難。幸運(yùn)的是,極化現(xiàn)象僅在低頻范圍內(nèi)對(duì)測(cè)量有影響。對(duì)于中頻范圍的間接黏度測(cè)量以忽略極化現(xiàn)象,因此圖4.”所示的三元模型是有效的。由于血液具有非牛頓流體特性,因此三元模型中的電阻和電容值均與切變速率有關(guān)。從而阻抗測(cè)量應(yīng)該與心跳的T波同步。而且,在有機(jī)體內(nèi)的測(cè)量系統(tǒng)中,測(cè)量結(jié)果僅對(duì)瞬態(tài)切變速率有效,因此要求數(shù)據(jù)測(cè)量速度要盡可能快。

   在下一節(jié)中我們將首先介紹有機(jī)體內(nèi)血液分析系統(tǒng)的技術(shù)細(xì)節(jié)。然后,在4.5.3節(jié)中,我們將討論電學(xué)參數(shù)與流變(流動(dòng))特性的關(guān)系、同時(shí)切變速率、血液流動(dòng)和黏度的關(guān)系也將進(jìn)行更加詳細(xì)的論述。