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第五节 血液流变学检查
血液流变学( hemorheology)是研究血液流动与变形性及其临床应用的，是生物流变学的一个分支。血液流变学应用血液黏度分析仪对抗凝全血或血浆标本进行检查，可以测定出不同切变率条件下的全血黏度，并据此计算出红细胞刚性指数和红细胞聚集指数等相关血液流变学参数。通过检查全血、血浆及血液有形成分(红细胞、白细胞、血小板)的流动性、变形性和聚集性的变化规律，判断血管内血液循环状况，为血流特性监测及治疗效果评估提供客观依据。
一、全血黏度测定
全血黏度( blood viscosity)是血液最重要的流变学特性参数，由血细胞比容、红细胞聚集性、红细胞变形性、红细胞表面电荷、血浆黏度、纤维蛋白原含量以及白细胞和血小板流动性等多种因素决定，全血黏度高于血浆黏度，全血黏度越大，血液流动性越小。用于全血黏度测定的方法主要有两大类:旋转式黏度计检查法和毛细管黏度计检查法，通常采用锥板旋转式黏度分析仪进行测定。
(一)检测方法 1.旋转式黏度计检查法 【原理】
旋转式黏度计由一个平板和一个圆锥构成，两者之间有一个小的夹角。将血液填充在圆锥和平板之间的狭窄空间里，通过电机控制平板以一定的角速度旋转时，由于血液的黏稠性，在圆锥产生一个复原扭矩，并被与圆锥相连的感受器检查出来。复原扭矩的大小与血液黏度呈正相关。血液是非牛顿流体，其黏度随切变率变化而变化，测定全血黏度须选择一定的切变率范围，国际血液学标准委员会( ICSH)建议，测定全血黏度的低切变率范围在1～200/s，高切变率最好可以测量到300～400/s的黏度。临床通常选择2～3个切变率。
【试剂与器材】 ( 1)抗凝剂:
每1ml全血加入10～20U肝素抗凝剂。
( 2)器材:
血液黏度分析仪。
【操作】
( 1)取患者静脉血6ml，以肝素抗凝，每1ml全血含10～20U肝素。
( 2)打开仪器预热，使恒温系统达到测试温度37℃。
( 3)将待检样本在测试温度下恒温5分钟后，充分混匀，放入检查盘的相应检查通道。
( 4)对待检样本进行编号，点击确定开始检查，切变率按由低至高的顺序进行测量。
( 5)检查完毕后，执行关机前清洗程序、关机程序。
( 6)可参照仪器使用说明书操作。
【参考区间】
切变率为200s －1 男: 3.84～5.30mPa·s; 女: 3.39～4.41mPa·s。
切变率为50s －1 男: 4.94～6.99mPa·s; 女: 4.16～5.62mPa·s。
切变率为5s －1 男: 8.80～16.05mPa·s; 女: 6.56～11.99mPa·s。
2.毛细管黏度计检查法 【原理】
在固定的压力驱动下，通过一定量的不同牛顿流体在一定长度和内径的玻璃毛细管里的流过时间与等体积的生理盐水通过玻璃毛细管所需时间的比值，为该液体的黏度。计算公式为对照液体的已知黏度乘以待测液体流过时间，再除以已知液体流过时间。
【试剂与器材】 ( 1)抗凝剂
1)肝素抗凝剂:每1ml全血加入10～20U肝素。
2) EDTA-Na 2抗凝剂:每1L全血加入1.5g EDTA-Na 2。
( 2)器材:
毛细管黏度计。
【操作】
( 1)取患者静脉血，以肝素( 10～20U/ml血) 或EDTA ( 1.5g/L血)抗凝。
( 2)血样置于水浴中，恒温5分钟，混匀后加入储液池，同时按下测量钮开始计时，测得血样流过时间。
( 3)按上述2步操作，测量生理盐水流过时间。
( 4)计算每个平均切变率下的血液表观黏度。
( 5)可参照仪器使用说明书操作。
【参考区间】
男: 3.84～4.66mPa·s;女: 3.33～3.97mPa·s。
(二)临床意义 1.增高 ( 1)心脑血管病:
脑血栓、脑供血不足、心肌梗死和心绞痛的发病与血液黏度升高有关，增高的程度可反映心肌缺血的严重性。血液黏度测定对血栓性疾病的预防提供一项前瞻性指标。
( 2)高血压及肺心病:
主要与红细胞变形性降低、血细胞比容增加、纤维蛋白原增加有关。
( 3)恶性肿瘤:
血液黏度升高还使得肿瘤易于转移。
( 4)血液病:
白血病细胞增多、原发性或继发性红细胞增多，原发性或继发性血小板增多症等，导致全血黏度和血浆黏度均增高。
( 5)异常血红蛋白病:
黏度增高，红细胞变形能力明显降低。
2.降低
各种原因的贫血。
二、血浆黏度测定
血浆黏度( plasma viscosity)是血液最基本的流变学特性参数，血浆黏度受血液蛋白质的大小、形状和浓度的影响，如血纤维蛋白原、巨球蛋白、免疫球蛋白等。血浆是牛顿流体，其黏度与切变率变化无关。血浆黏度通常用毛细管黏度计测定。
【原理】
一定体积的受检血浆流经一定半径和长度的毛细管所需的时间，与该管两端压力差计算血浆黏度值，见公式
Q为血浆流量，R为毛细管半径，L为毛细管长度，Δp为压力表，η p为血浆黏度。
【试剂与器材】 1.抗凝剂
每1ml全血加入10～20U肝素抗凝剂。
2.器材
血液黏度分析仪。
【操作】
1.取患者静脉血6ml，以肝素抗凝，将血液以4500r/min离心10分钟，取血浆待用。
2.检测步骤同全血黏度的检测步骤。
3.可参照仪器使用说明书操作。
【参考区间】
男: 1.72～1.80mPa·s;女: 1.72～1.84mPa·s。
【临床意义】
血浆黏度增高见于:①心脑血管病、高血压、血液病、恶性肿瘤等;②血浆黏度在很大程度上还取决于机体内水的含量，当脱水出现血液浓缩时，血浆黏度可有大幅度升高，而血液稀释时血浆黏度下降;③异常免疫球蛋白血症、高球蛋白血症、多发性骨髓瘤、巨球蛋白血症可导致血浆黏度显著升高。血浆黏度降低无明显临床意义。
三、红细胞聚集指数
红细胞聚集性是指当血液的切变力降低到一定程度，红细胞互相叠连形成缗钱状聚集的能力。主要检测方法有红细胞沉降率法和黏度测定法。
【原理】 1.红细胞沉降率法
血浆中不对称大分子物质增多或红细胞增多与形态变化会导致红细胞表面电荷、Hct、血浆黏度等诸多变化，这些变化会使红细胞在血管内发生聚集。随着红细胞聚集体的形成及其比重的增加，红细胞沉降率明显加快，红细胞沉降率( ESR)在一定程度上反映红细胞的聚集性。因此，利用血沉方程: ESR = K［Hct－( ln Hct +1)］求出K值，由K值估计红细胞的聚集性。K值愈大，表示红细胞聚集性愈高。
式中，ESR:红细胞沉降率，Hct:血细胞比容，ln:自然对数。
2.黏度测定法
根据近年国际推荐方法，低切变率下的血液相对黏度可以评价红细胞聚集指数( AI)，计算公式为: AI =ηb/ηp，AI越大，红细胞聚集性越高。
式中，AI:红细胞聚集指数;ηb:低切血液黏度;ηp:高切血液黏度。
【操作】
可参照仪器使用说明书操作。
【参考范围】 1.红细胞沉降率法
K值的均值为53±20。
2.黏度测定法
男: 2.32～3.34;女: 1.85～2.90。
【临床意义】
红细胞聚集性增高见于多发性骨髓瘤、异常蛋白血症、胶原病、某些炎症、恶性肿瘤、微血管障碍性糖尿病，心肌梗死、手术、外伤、烧伤等。
四、红细胞变形性测定
红细胞变形性是指红细胞在外力作用下形状发生改变的能力，与红细胞寿命相关，是微循环有效灌注的必要条件。主要检测方法有黏性检测法、微孔滤过法和激光衍射法。
【原理】 1.黏性检测法
血液的表观黏度随切变率升高而降低，高切变率下血液的表观黏度主要由红细胞的变形性决定。在相同血细胞比容、介质黏度和切变率下，表观黏度降低者红细胞的平均变形性越好。因此，通过测量血液在高切变率下的表观黏度及相应的血浆黏度和血细胞比容值可间接估计红细胞的平均变形性。即应用黏性测量法通过黏性方程求出参数TK值，利用TK值估计红细胞变形性。
2.微孔滤过法
在正常状态下红细胞很容易通过比自身直径小的孔道，而在病理状态下由于红细胞变形能力下降，其通过微细孔道的阻力增加。微孔滤过法就是采用通过测量红细胞通过滤膜上微孔( 3～5μm)的能力来反映红细胞变形性。
测量一定体积的悬浮液和介质流过滤膜所需时间t s与t 0。用滤过指数( IF)表示红细胞的变形性，IF愈高红细胞变形性愈差，公式如下:
式中，t s:悬浮液流过滤膜所需时间; t 0:介质流过滤膜所需时间; Hct:悬浮液中血细胞比容。
3.激光衍射法
样本稀释于具有一定黏度、等渗的悬浮介质中，以流体切应力作用在红细胞的两个侧面上使之变形被拉长。在不同切变率下，用激光衍射仪测定在一定的悬浮介质中红细胞被拉长的百分比，即变形指数( deformation index，DI)，可以反映红细胞的变形性。DI值越小，红细胞变形性越差。
【试剂与器材】 1.黏性检测法
用旋转式黏度计或毛细管黏度计。
2.微孔滤过法
红细胞滤过仪，主要由滤膜、负压发生系统和控温三大部分组成。
【操作】 1.黏性检测法
应用黏性检测法估计红细胞变形性，可利用黏性方程求出参数TK值。用旋转式或毛细管黏度计测量血液在高切变率下的黏度值，用毛细管黏度计测量血浆黏度，利用下列黏性方程计算TK值:
式中，η r:相对黏度(是全血黏度与血浆黏度的比值) ; T: Taylor因子; K:红细胞群聚集指数; C:红细胞体积浓度(常以Hct代替)。
利用TK值可间接估计红细胞的变形性，正常状态下TK值约0.9，TK值愈大表明红细胞变形性愈差。
红细胞变形性还可以由获得的黏度值计算红细胞刚性指数( IR) :
式中，η b:全血黏度;η p:血浆黏度; Hct:血细胞比容; IR值愈大，表明红细胞变形性愈差。
2.微孔滤过法
( 1)将血液以2000r/min离心10分钟，弃去血浆及红细胞柱表面的血浆黄层，以PBS洗涤3次，每次洗后以2000r/min离心5分钟，弃去上清液。
( 2)压紧的红细胞按1∶9 ( v/v)加到PBS中配成浓度10%的悬浮液备用。
( 3)在加样前使储气瓶内保持0.98kPa或1.96kPa负压，分别吸取悬浮介质( PBS)和细胞悬浮液加入到带刻度的样品池内，分别测量在负压作用下流过滤膜的时间t 0和t s，计算红细胞的滤过指数( IF)。
( 4)参照本实验室使用的仪器说明书操作。
【参考区间】 1.黏性检测法
180s －1为小于1.00。
2.微孔滤过法
全血滤过法: 0.29±0.10。
红细胞悬浮液滤过法: 0.98±0.08。
3.激光衍射法
DI: 500s －1＞49%，800s －1＞56% (以15%聚乙烯吡咯烷酮为悬浮介质)。
【临床意义】
红细胞变形性降低见于:①冠心病与急性心肌梗死;②约1/3～1/2脑动脉硬化与脑梗死的患者红细胞变形性降低，在急性脑梗死发作时，变形性降低更为显著;③高血压可见红细胞变形性降低，导致血流减慢、微循环灌注减少，加重组织缺氧和酸中毒;④糖尿病、肾病、肝脏疾病均引起不同程度的红细胞变形性下降;⑤红细胞疾病如镰形细胞性贫血、遗传性球形红细胞增多症、自身免疫性溶血性贫血、不稳定血红蛋白病等膜或血红蛋白异常，可导致红细胞变形性减低。红细胞变形性增高可见于缺铁性贫血。
五、红细胞表面电荷测定(红细胞电泳法)
细胞电泳技术是通过测量细胞在电场中的泳动来反映细胞表面电荷的，进而研究细胞的表面结构和功能。将红细胞悬浮于生理盐水或自身血浆中，在电场的作用下，借助显微镜观察红细胞的电泳速度。由于红细胞表面带有负电荷，因此，红细胞向正极移动，电泳速度与其表面负电荷的密度大小成正比。
【原理】
红细胞表面带负电荷，在电场中向正极移动，其电泳泳动度( EPM)计算如下:
式中，v为细胞泳动速度; E为电场强度。
只要测出细胞的EPM，自动化仪器经过一系列换算便可得出红细胞表面的电荷速度。
【试剂与器材】
1.肝素或EDTA-Na 2。
2.生理盐水或9%的蔗糖溶液。
3.细胞电泳仪。
【操作】
可参照电泳仪器使用说明书操作。
1.红细胞悬浮液的配制 取静脉血，以肝素抗凝( 10～20U/ml血)或EDTA-Na 2( 1.5g/L血)抗凝，以每分钟2000转离心10分钟，取出血浆存于小试管内，随后加入1滴血使其中红细胞浓度达到10 4 个/μl左右备用，也可用生理盐水或9%的蔗糖溶液作悬浮介质。但是由于生理盐水离子强度大、导电性强，电泳池内工作电流大，易生热而影响测量结果。
2.将稀释的红细胞悬浮液装入方形玻管内，两端套好琼脂管，装入电泳管架的槽内，然后置于显微镜台上并插入电极。
3.接通电源，通过倒向开关变换两电极的极性，利用微标尺测量细胞在电场作用下泳动一定距离( s)所需时间( t)，仪器自动记录20个细胞在两个方向泳动时间的平均值( t)，并会自动给出红细胞的电泳动度( EPM)和细胞表面电荷密度。
【参考区间】
14.6～18.2秒。
【临床意义】
红细胞表面电荷减少或丧失，导致红细胞间的静电斥力减少，使红细胞聚集性增加，形成串联、堆集现象，血流减慢。见于冠心病、脑血栓、糖尿病、脉管炎等血栓病。
六、血液流变学检查的质量要求
(一)采血与抗凝
肝素抗凝采集静脉血6ml，采血方式不当可引起黏度测定误差。根据ICSH的建议，压脉带压迫的时间应尽可能缩短，针头插入血管后，应在压脉带松开5秒后开始抽血，缓慢旋转使血液和抗凝剂充分混匀，避免剧烈振摇造成红细胞破裂后溶血。抗凝剂以用肝素( 10～20U/ml血)或EDTA-Na 2 ( 1.5g/L 血)为宜。为防止对血液的稀释作用，应采用固体抗凝剂，若采用液体抗凝，应提高抗凝剂的浓度，以减少加入液体的量。
(二)血样存放时间
采血后立即送检进行测试，样本18～25℃保存，最好于4小时内完成测试。在室温下存放时间过长，会引起测量结果偏高，若存于4℃冰箱可延长至12小时。血样不宜在0℃以下存放，因为在冷冻条件下红细胞会发生破裂。
(三)仪器及操作要求
旋转式黏度计比较适合全血黏度测定，毛细管黏度计则比较适合血浆黏度测定。黏度计需用标准油定期进行校准，定期检查黏度计测量的准确度、分辨率和精密度。血液黏度检查准确性受温度影响较大，仪器的恒温系统一定要稳定保持在37℃。操作应依据仪器类型及仪器使用说明书建立本实验室的标准操作规程( SOP)。
(四)参考区间的建立
不同的检查仪器和检查方法参考区间不完全相同，即使应用标准化的操作方法也难以获得一致的参考区间，因此不同的实验室应建立自己的参考区间或对仪器提供的参考区间进行验证，验证方法是至少检测20例健康人标本，＞95%的样本数在参考区间内，如果如参考区间分组，则每组至少20例，结果判定以R =测定结果在参考范围内的例数/总测定例数≥95%为标准。
(五)残留液及Hct的影响
前一个血样测量后，毛细管内壁残留的液体会影响下一血样黏度的测定，在实际测量中可用下一个血样进行冲洗，即加入过量的第二血样，使其前沿先流入的液体冲洗毛细管，带走残留层。红细胞对全血黏度的影响最大，二者呈正比关系，即全血黏度随Hct的增加增大。
(六)红细胞表面电荷测定
介质的离子强度愈大，电泳速度愈慢。电场强度愈高，电泳速度愈快。温度升高可导致介质黏度降低、细胞泳动阻力变小、电泳速度增大。漂移现象即在无电场作用时，电泳池内细胞仍向某一方向移动。这是由于电泳小室有泄漏所致，故方玻管两端的琼脂管一定要套装好。