人体血流动力学和微循环血流中的物质传输机理的研究,以生物学和力学相结合的方法,研究微循环和血液循环,以及其中的物质传输机理,进而为基础和临床生物医学,提供相关的理论依据.微循环作为血液和生物体组织进行物质交换的工作系统,是血液循环中极为重要的一个环节,而近期,关于微动脉中,血流与血管动态响应特性的研究(内皮细胞-NO-血管平滑肌),更使人们认识到血流优美的调节功能.本研究的目标在于探讨肾脏微血管中的离子逆向流动交换、皮肤微循环中氧的传输、微动脉中红细胞的血流动力学,及其对O2和NO的传输、血流与血管壁之间的动态作用等.通过研究有如下阶段性成果： 　　根据肾脏微循环的解剖结构特点,该领域的研究人员建立了关于肾脏微循环的合理的具有一般性的生物力学和数学模型,并发展了相应的计算方法；通过数值模拟和生物力学分析相结合研究所得的结果,及其与实验数据进行了比较验证,可以为基础生物医学提供有价值的理论依据. 　　通过数值模拟和理论分析,系统地研究了某些主要的生物学参数,如血管的通透性、血流速度等对大小分子、离子交换的影响,从而揭示了肾脏微血管的逆流交换结构在物质交换和平衡中的重要作用. 　　根据皮肤微循环的解剖结构和特点,提出了皮肤环(或马蹄)状微血管和分层结构的数学模型,首次分析了随时间变化的非稳态效应,发展了相应的计算方法.通过计算分析,研究了皮肤表层微循环单元中氧的输运特性,以及血流速度和氧分压发生变化时所引发的皮肤微循环非稳态演化过程,并且进一步探讨了此类过程所引起的人体生理状态的种种变异. 　　数值研究了非平面分叉血管的血流动力学特性和非牛顿血流特性,揭示了血管的几何形状、曲率和非平面性对血流动力学特性的影响. 　　1、深度（depth）：是指被检血管与探头之间的距离.对于识别颅内血管非常重要. 　　2、血流方向（direction）：是指被检测到血管血流相对于探头的方向.是识别正常颅内血管和病理性异常通道的重要参数. 　　3、血流速度（velocity）：是指红细胞在血管中的流动速度.是TCD频谱中判断病理情况存在的最重要参数；管径大小、远端阻力或近端流入压力的改变均会造成血流速度变化.血流速度又包括收缩期峰值血流速度（Vs）、舒张期末血流速度（Vd）和平均血流速度（Vm）. 　　4、搏动指数（PI）和阻抗指数（RI）：搏动指数和阻抗指数是描述频谱形态的两个参数.PI计算公式：PI=（Vs-Vd）/Vm；RI计算公式：RI=（Vs-Vd）/Vs.从公式中可以看出,搏动指数主要受收缩和舒张期血流速度差的影响,差值越大PI越大,差值越小PI越小.如正常情况下由于颅内血管远端阻力小,因此颅内血管血流频谱的PI小于颅外和外周血管.舒张期末血流速度是舒张期残存的血流速度,反映远端血管床阻抗.舒张期末血流速度越接近收缩期血流速度时,说明远端血管床阻抗越小,搏动指数也就越小,称之?quot;低阻力频谱".当舒张期末血流速度与收缩期血流速度相差越大时,说明远端血管床阻抗越大,搏动指数也就越大,称之为"高阻力频谱".病理情况下,低阻力频谱可见于动静脉畸形供血动脉和大动脉严重狭窄或闭塞后远端血管,而高阻力频谱则常见于如颅内压增高和大动脉严重狭窄或闭塞的近端血管. 　　5、血流频谱形态（patternofwaveform）：是反映血液在血管内流动的状态.正常情况下血液在血管内流动呈规律的层流状态,处于血管中央的红细胞流动最快,向周边逐渐减慢,所以正常TCD频谱表现为红色集中在周边并有蓝色"频窗"的规律层流频谱.当血管出现严重狭窄时：①狭窄部位血流速度增快但处于高流速红细胞数量减少,呈现频谱紊乱的湍流状态；②由于狭窄后血管内径的复原或代偿性扩张,使处于边缘的红细胞形成一种涡漩的反流状态或大量处于低流速的红细胞血流表现为多向性.因此典形的狭窄血流频谱表现为周边蓝色,基底部"频窗"消失而被双向的红色涡流或湍流替代.