血管力學篇（ 3 ）：動脈系統的物理特性 文：台大張國柱 日期： 2025/01/19 主動脈和大動脈的管壁含有較高彈性素 / 膠原蛋白比值（ elastin/collagen ratio ），故稱為彈性血管（ elastic arteries ）；週邊的小動脈或細動脈則具有較高膠原蛋白 / 彈性素比值，又稱為阻性血管（ resistance vessels ）。 從血流（ blood flow ）的觀點言，心臟收縮同時產生了兩個動作： （ 1 ）左心室以高壓的方式，將血液由近心端推向週邊的組織或器官，形成導流（ conduiting flow ），小動脈和細動脈是發生血管阻力的主要所在， （ 2 ）將左心室間歇性的射血轉化為循環系統平滑、連續的血流，主動脈和大動脈管的緩衝功能（ cushioning function ）扮演著唯一關鍵的角色。 此外血壓與血流在脈波傳輸的過程中，具有波動與反射的現象。因此彈性、阻性和脈波反射是描述動脈系統非常重要的三種物理性質（ physical properties of the arterial system ）。 動脈血行力學 動脈血行力學（ arterial hemodynamics ）之 穩態和脈態層流， 可 以 Navier – Stokes 方程式（附註）和連續方程式 （ continuity equation ）為基礎，加以說明與討論。 假設具圓形截面之圓柱管，長度為 L 、半徑為 R 。由於是圓柱管，此後之方程式就以圓柱坐標（ x , r , θ ）表示，其所對應之流體流速則為（ u , v , w ）。 （一）硬管的穩態層流（ steady laminar flow in a rigid tube ） 假設圓柱管為硬管。若將硬管放在同一水平面上，任何一處的流體元素（ fluid element ）所受的重力完全一樣，可以忽略不計。在沒有擾流的情況下，對發展完全的流速（ fully developed flow rate ）而言， u 僅是半徑與時間的函數，也就是： u ( r,t ) ， v = 0 ， w = 0 ，此時之 Navier –...