الديناميكا الدموية

يتصرف بلازما الدم الطبيعي كجسم صلب معلق في سائل، ويُنمذج الدم كسائل نيوتوني عند معدلات التدفق الفسيولوجية الطبيعية. تبلغ القيمة النموذجية للزوجة بلازما الدم البشري الطبيعي عند 37  درجة مئوية 1.4  ملي نيوتن.ثانية/متر ^مربع . ^{[ 3 ]} تتغير لزوجة بلازما الدم الطبيعي مع درجة الحرارة بنفس طريقة تغير لزوجة الماء المذيب لها؛ ^{[ 4 ]} يؤدي تغير درجة الحرارة بمقدار 3  درجات مئوية في النطاق الفسيولوجي (من 36.5  درجة مئوية إلى 39.5  درجة مئوية) إلى تقليل لزوجة البلازما بنحو 10%. ^{[ 5 ]}

يتحدد الضغط الأسموزي للمحلول بعدد الجزيئات الموجودة ودرجة الحرارة . على سبيل المثال، يحتوي محلول تركيزه 1 مولار لمادة ما علىيحتوي كل غرام من هذه المادة على 6.022 × 10²³ ^جزيء  ، ويبلغ ضغطها الأسموزي عند درجة حرارة 0 مئوية 2.27 ميجا باسكال (22.4 ضغط جوي) . يؤثر الضغط الأسموزي للبلازما على ميكانيكا الدورة الدموية بعدة طرق. يؤدي تغير فرق الضغط الأسموزي عبر غشاء خلية الدم إلى انتقال الماء وتغير حجم الخلية. وتؤثر التغيرات في الشكل والمرونة على الخصائص الميكانيكية للدم الكامل. كما يؤدي تغير الضغط الأسموزي للبلازما إلى تغيير الهيماتوكريت، أي تركيز حجم خلايا الدم الحمراء في الدم الكامل، عن طريق إعادة توزيع الماء بين الحيزين داخل الأوعية وخارجها. وهذا بدوره يؤثر على ميكانيكا الدم الكامل. ^{[ 6 ]}  

تتميز خلايا الدم الحمراء بمرونة عالية وشكل مقعر من الجانبين. ويبلغ معامل يونغ لغشائها حوالي 106 باسكال . ويحدث تشوه في خلايا الدم الحمراء بفعل إجهاد القص. فعندما يتعرض معلق ما لإجهاد القص، تتشوه خلايا الدم الحمراء وتدور بسبب تدرج السرعة، ويعتمد معدل التشوه والدوران على معدل القص والتركيز. وهذا بدوره قد يؤثر على ميكانيكا الدورة الدموية، وقد يعقد قياس لزوجة الدم . صحيح أنه في حالة التدفق المستقر لسائل لزج عبر جسم كروي صلب مغمور في السائل، حيث نفترض أن القصور الذاتي مهمل في مثل هذا التدفق، يُعتقد أن قوة الجاذبية المؤثرة على الجسيم تتوازن مع قوة السحب اللزجة. ومن خلال هذا التوازن في القوى، يمكن إثبات أن سرعة السقوط تُعطى بقانون ستوكس . 

${\displaystyle U_{s}={\frac {2}{9}}{\frac {\left(\rho _{p}-\rho _{f}\right)}{\mu }}g\,a^{2}}$^{[ 6 ]}

حيث a هو نصف قطر الجسيم، _و ρp و ρf هما كثافة الجسيم وكثافة المائع على التوالي، _و μ هي لزوجة المائع، وg هو تسارع الجاذبية الأرضية. من المعادلة أعلاه _، نلاحظ أن سرعة ترسب الجسيم تعتمد على مربع نصف قطره. إذا أُطلق الجسيم من حالة السكون في المائع ، فإن سرعة ترسبه Us تزداد حتى تصل إلى قيمة ثابتة تُسمى السرعة النهائية (U)، كما هو موضح أعلاه.

التخفيف الدموي هو عملية تخفيف تركيز خلايا الدم الحمراء ومكونات البلازما عن طريق استبدال جزء من الدم بمحاليل غروانية أو بلورية . وهي استراتيجية لتجنب تعريض المرضى للمخاطر المحتملة لعمليات نقل الدم المتجانس . ^{[ 7 ] [ 8 ]}

يمكن أن يكون تخفيف الدم طبيعي الحجم، مما يعني تخفيف مكونات الدم الطبيعية باستخدام موسعات الأوعية الدموية. خلال تخفيف الدم الحاد طبيعي الحجم (ANH)، يحتوي الدم المفقود لاحقًا أثناء الجراحة على عدد أقل نسبيًا من خلايا الدم الحمراء لكل ملليلتر، مما يقلل من فقدان الدم الكلي أثناء العملية. لذلك، فإن الدم الذي يفقده المريض أثناء الجراحة لا يُعتبر في الواقع مفقودًا منه، لأن هذا الحجم يُنقى ويُعاد توجيهه إلى جسم المريض.

من جهة أخرى، يستخدم التخفيف الدموي المفرط الحجم (HVH) زيادة حادة في حجم الدم قبل الجراحة دون سحب أي دم. ومع ذلك، عند اختيار السائل، يجب التأكد من أن الدم المتبقي، عند مزجه، يتصرف في الدورة الدموية الدقيقة كما لو كان سائل الدم الأصلي، محتفظًا بجميع خصائص لزوجته . ^{[ 9 ]}

عند عرض حجم التغذية الاصطناعية التي ينبغي تطبيقها، تقترح إحدى الدراسات نموذجًا رياضيًا للتغذية الاصطناعية يحسب الحد الأقصى الممكن لتوفير تكاليف إدارة دورة الحضانة باستخدام التغذية الاصطناعية، بالنظر إلى وزن المريض H _i و H _m .

للحفاظ على حجم الدم الطبيعي، يجب تعويض سحب الدم الذاتي في الوقت نفسه بمحلول مخفف مناسب. ويتحقق ذلك على النحو الأمثل عن طريق نقل دم تبادلي متساوي الحجم باستخدام بديل بلازما ذي ضغط أسموزي غرواني . الغرواني هو سائل يحتوي على جزيئات كبيرة بما يكفي لإحداث ضغط أسموزي عبر غشاء الأوعية الدموية الدقيقة. عند مناقشة استخدام الغرواني أو البلوري، من الضروري مراعاة جميع عناصر معادلة ستارلينغ.

${\displaystyle \ Q=K([P_{c}-P_{i}]S-[P_{c}-P_{i}])}$

لتحديد الحد الأدنى الآمن لنسبة الهيماتوكريت المرغوبة لمريض معين، فإن المعادلة التالية مفيدة:

${\displaystyle \ BL_{s}=EBV\ln {\frac {H_{i}}{H_{m}}}}$

حيث يُمثل EBV حجم الدم المُقدّر ؛  وقد استُخدم 70 مل/كغ في هذا النموذج، و H _i (الهيماتوكريت الأولي) هو الهيماتوكريت الأولي للمريض. من المعادلة أعلاه، يتضح أن حجم الدم المسحوب أثناء تخفيف الدم إلى الحد الأقصى الآمن _{للهيماتوكريت} (ANH ) هو نفسه حجم الدم الأساسي (BL _s) . عادةً ما تُحدد كمية الدم المطلوب سحبها بناءً على الوزن، وليس الحجم. يمكن إيجاد عدد وحدات الدم التي يجب سحبها لتخفيف الدم إلى الحد الأقصى الآمن للهيماتوكريت (ANH) من خلال

${\displaystyle ANH={\frac {BL_{s}}{450}}}$

يستند هذا إلى افتراض أن حجم كل وحدة دم يتم سحبها بالتخفيف الدموي يبلغ 450  مل (يختلف الحجم الفعلي للوحدة قليلاً لأن اكتمال عملية السحب يعتمد على الوزن وليس الحجم). يفترض النموذج أن قيمة التخفيف الدموي تساوي قيمة الهيماتوكريت _قبل الجراحة ، وبالتالي، يجب أن تبدأ إعادة نقل الدم المسحوب بالتخفيف الدموي عند بدء عملية سحب الدم التلقائي. يمكن حساب كمية الدم المتبقية المتاحة لإعادة النقل بعد سحب الدم التلقائي (RCMm) من قيمة _{الهيماتوكريت} للمريض وقيمة الهيماتوكريت النهائية بعد التخفيف الدموي ( Hm ₎ .

${\displaystyle RCM=EVB\times (H_{i}-H_{m})}$

يُمكن تحديد الحد الأقصى لفقدان الدم الآمن (SBL) الممكن عند استخدام التغذية الوريدية الذاتية (ANH) دون أن ينخفض ​​عن مستوى الهيماتوكريت (Hm(BLH)) بافتراض أن جميع الدم المسحوب أثناء التغذية الوريدية الذاتية يُعاد إلى المريض بمعدل كافٍ للحفاظ على مستوى الهيماتوكريت عند الحد الأدنى الآمن.

${\displaystyle BL_{H}={\frac {RCM_{H}}{H_{m}}}}$

إذا استُخدمت تقنية التغذية الوريدية الاصطناعية (ANH) طالما أن فقدان الدم الجراحي (SBL) لا يتجاوز فقدان الدم الجراحي (BL _H) ، فلن تكون هناك حاجة لنقل الدم. نستنتج مما سبق أن H يجب ألا يتجاوز s . وبالتالي، فإن الفرق بين BL _H و BL _s هو فقدان الدم الجراحي الإضافي ( BL _i ) الذي يمكن تحقيقه عند استخدام تقنية التغذية الوريدية الاصطناعية.

${\displaystyle \ {BL_{i}}={BL_{H}}-{BL_{s}}}$

عند التعبير عنها بدلالة RCM

${\displaystyle {RCM_{i}}={BL_{i}}\times {H_{m}}}$

حيث RCM _i هي كتلة خلايا الدم الحمراء التي يجب إعطاؤها باستخدام الدم المتجانس للحفاظ على H _m إذا لم يتم استخدام ANH وكان فقدان الدم يساوي BLH.

يفترض النموذج المستخدم استخدام التغذية الاصطناعية بالدم لمريض  يزن 70 كجم بحجم دم مُقدَّر بـ 70  مل/كجم (4900  مل). تم تقييم نطاق من تركيزي H _{_i} و H_{_m} لفهم الحالات التي يكون فيها تخفيف الدم ضروريًا لتحقيق فائدة للمريض. ^{[ 10 ] [ 11 ]}

يُعد القلب المحرك الرئيسي للجهاز الدوري، حيث يضخ الدم من خلال انقباضات وانبساطات منتظمة. ويُعرف معدل تدفق الدم الخارج من القلب (والذي يُعبر عنه عادةً باللتر/دقيقة) باسم الناتج القلبي.

يدخل الدم الخارج من القلب أولاً إلى الشريان الأورطي ، وهو أكبر شريان في الجسم. ثم يتفرع إلى شرايين أصغر فأصغر، ثم إلى شُرينات ، وأخيراً إلى شعيرات دموية ، حيث يتم نقل الأكسجين. تتصل الشعيرات الدموية بالوريدات ، ثم يعود الدم عبر شبكة الأوردة إلى الوريدين الأجوفين، ومنه إلى الجانب الأيمن من القلب . تشكل الدورة الدموية الدقيقة - الشُرينات والشعيرات الدموية والوريدات - الجزء الأكبر من الجهاز الوعائي، وهي موقع نقل الأكسجين والجلوكوز ومواد الإنزيمات إلى الخلايا. يعيد الجهاز _{الوريدي} الدم غير المؤكسج إلى الجانب الأيمن من القلب، حيث يُضخ إلى الرئتين ليتأكسج، ويتم تبادل ثاني أكسيد الكربون _{والفضلات} الغازية الأخرى وطردها أثناء التنفس. ثم يعود الدم إلى الجانب الأيسر من القلب، حيث تبدأ العملية من جديد.

في الجهاز الدوري الطبيعي، يكون حجم الدم العائد إلى القلب كل دقيقة مساوياً تقريباً لحجم الدم الذي يضخه القلب كل دقيقة (الناتج القلبي). ^{[ 12 ]} ولهذا السبب، فإن سرعة تدفق الدم عبر كل مستوى من مستويات الجهاز الدوري تتحدد بشكل أساسي بمساحة المقطع العرضي الكلية لذلك المستوى.

يتم تحديد الناتج القلبي بطريقتين. إحداهما هي استخدام معادلة فيك:

${\displaystyle CO=VO2/C_{a}O_{2}-C_{v}O_{2}}$

أما طريقة التخفيف الحراري الأخرى فهي استشعار تغير درجة الحرارة من سائل يتم حقنه في المنفذ القريب لجهاز سوان-جانز إلى المنفذ البعيد.

يُعبّر عن الناتج القلبي رياضياً بالمعادلة التالية:

${\displaystyle CO=SV\times HR}$

أين

• CO = الناتج القلبي (لتر/ثانية)
• حجم الضربة = SV (مل)
• معدل ضربات القلب = HR (نبضة في الدقيقة)

يبلغ معدل نتاج القلب الطبيعي لدى الإنسان 5-6 لتر/دقيقة في حالة الراحة. لا يخرج كل الدم الذي يدخل البطين الأيسر من القلب. ما يتبقى في نهاية الانبساط (EDV) مطروحًا منه حجم الضربة القلبية يُشكل حجم نهاية الانقباض (ESV). ^{[ 13 ]}

يتأثر تدفق الدم أيضاً بنعومة الأوعية الدموية، مما ينتج عنه تدفق مضطرب (فوضوي) أو انسيابي (ناعم). وتقل النعومة نتيجة تراكم الرواسب الدهنية على جدران الشرايين.

رقم رينولدز (يرمز له بـ NR أو Re) هو علاقة تساعد في تحديد سلوك السائل في أنبوب، وفي هذه الحالة الدم في الوعاء.

تُكتب معادلة هذه العلاقة غير البعدية على النحو التالي: ^{[ 16 ]}

${\displaystyle NR={\frac {\rho vL}{\mu }}}$

• ρ : كثافة الدم
• v : متوسط ​​سرعة تدفق الدم
• L : البعد المميز للوعاء، وفي هذه الحالة القطر
• μ : لزوجة الدم

يتناسب عدد رينولدز طرديًا مع سرعة وقطر الأنبوب. لاحظ أن عدد رينولدز يتناسب طرديًا مع متوسط ​​السرعة وكذلك مع القطر. يُشير عدد رينولدز الأقل من 2300 إلى تدفق سائل صفائحي، يتميز بحركة تدفق ثابتة، بينما تُشير القيمة التي تزيد عن 4000 إلى تدفق مضطرب. ^{[ 16 ]} نظرًا لصغر نصف قطر الأنابيب الشعرية وانخفاض سرعتها مقارنةً بالأوعية الأخرى، يكون عدد رينولدز فيها منخفضًا جدًا، مما ينتج عنه تدفق صفائحي بدلًا من التدفق المضطرب. ^{[ 17 ]}

غالبًا ما يُعبر عن سرعة تدفق الدم بوحدة سم/ث. تتناسب هذه القيمة عكسيًا مع المساحة الكلية لمقطع الوعاء الدموي، كما تختلف باختلاف المقطع، لأن تدفق الدم في الحالة الطبيعية يكون انسيابيًا . ولهذا السبب، تكون سرعة تدفق الدم في أقصى حالاتها في منتصف الوعاء وأبطأها عند جداره. في معظم الحالات، يُستخدم متوسط ​​السرعة. ^{[ 18 ]} توجد طرق عديدة لقياس سرعة تدفق الدم، مثل التصوير المجهري الشعيري بالفيديو مع تحليل الإطارات، أو قياس سرعة تدفق الدم بالليزر دوبلر . ^{[ 19 ]} تكون سرعات تدفق الدم في الشرايين أعلى خلال الانقباض منها خلال الانبساط . أحد المعايير المستخدمة لتحديد هذا الفرق هو مؤشر النبض ( PI )، والذي يساوي الفرق بين ذروة سرعة الانقباض وأدنى سرعة انبساط مقسومًا على متوسط ​​السرعة خلال دورة القلب . تنخفض هذه القيمة مع زيادة المسافة عن القلب. ^{[ 20 ]}

${\displaystyle PI={\frac {v_{الانقباض} -v_{الانبساط}}{v_{المتوسط}}}}$

ترتبط المقاومة أيضًا بنصف قطر الوعاء وطوله ولزوجة الدم.

في نهج أولي قائم على الموائع، كما هو موضح في معادلة هاجن-بوازوي . ^{[ 16 ]} المعادلة هي كما يلي:

${\displaystyle \Delta P={\frac {8\mu lQ}{\pi r^{4}}}}$

• ∆P : انخفاض/تدرج الضغط
• μ : اللزوجة
• l : طول الأنبوب. في حالة الأوعية ذات الأطوال اللانهائية، يتم استبدال l بقطر الوعاء.
• س : معدل تدفق الدم في الوعاء
• r : نصف قطر الوعاء

في نهج ثانٍ، أكثر واقعية لمقاومة الأوعية الدموية ، ومستمد من ملاحظات تجريبية على تدفقات الدم، وفقًا لثورستون ^{[ 22 ]،} توجد طبقة من خلايا إطلاق البلازما على الجدران المحيطة بتدفق مسدود. وهي طبقة سائلة، حيث تكون اللزوجة η عند مسافة δ دالةً لـ δ، وتُكتب على النحو η(δ). ولا تلتقي هذه الطبقات المحيطة في مركز الوعاء في تدفق الدم الحقيقي. بدلاً من ذلك، يوجد التدفق المسدود، وهو شديد اللزوجة لاحتوائه على تركيز عالٍ من خلايا الدم الحمراء. وقد ربط ثورستون هذه الطبقة بمقاومة التدفق لوصف تدفق الدم باستخدام اللزوجة η(δ) وسُمك δ من طبقة الجدار.

يظهر قانون مقاومة الدم على شكل R مُكيَّف مع شكل تدفق الدم  :

${\displaystyle R={\frac {cL\eta (\delta )}{(\pi \delta r^{3})}}}$^{[ 22 ]}

أين

• R = مقاومة تدفق الدم
• ج = معامل تدفق ثابت
• L = طول الوعاء
• η(δ) = لزوجة الدم في جدار البلازما - طبقات الخلايا
• r = نصف قطر الوعاء الدموي
• δ = المسافة في طبقة خلايا إطلاق البلازما

تختلف مقاومة الدم تبعًا للزوجة وحجم تدفقه المغلق (أو تدفق الغلاف، نظرًا لتكاملهما عبر مقطع الوعاء)، وكذلك تبعًا لحجم الأوعية. بافتراض تدفق صفائحي ثابت داخل الوعاء، يكون سلوك الأوعية الدموية مشابهًا لسلوك الأنابيب. على سبيل المثال، إذا كان p1 و p2 هما الضغطان عند طرفي الأنبوب، فإن انخفاض/تدرج الضغط يكون كما يلي: ^{[ 23 ]}

${\displaystyle {\frac {p_{1}-p_{2}}{l}}=\Delta P}$

الشرايين الكبيرة، بما فيها جميع الشرايين التي يمكن رؤيتها بالعين المجردة، هي قنوات ذات مقاومة وعائية منخفضة (بافتراض عدم وجود تغيرات تصلب الشرايين المتقدمة ) ومعدلات تدفق عالية تُحدث انخفاضات طفيفة فقط في الضغط. أما الشرايين الصغيرة والشُرينات، فلها مقاومة أعلى، وتُسبب الانخفاض الرئيسي في ضغط الدم عبر الشرايين الرئيسية إلى الشعيرات الدموية في الجهاز الدوري.

يكون ضغط الدم في الشرايين الصغيرة أقل منه في الشرايين الرئيسية. ويعود ذلك إلى التفرعات التي تُسبب انخفاضًا في الضغط. فكلما زاد عدد التفرعات، زادت مساحة المقطع العرضي الكلية، وبالتالي انخفض الضغط عبر السطح. ولهذا السبب، تُسجل الشرايين الصغيرة أعلى انخفاض في الضغط. ويُحسب انخفاض الضغط في الشرايين الصغيرة بضرب معدل التدفق في المقاومة: ∆P = Q × المقاومة. وتُعزى المقاومة العالية المُلاحظة في الشرايين الصغيرة، والتي تُؤثر بشكل كبير على ∆P، إلى صغر نصف قطرها الذي يبلغ حوالي 30 ميكرومترًا. ^{[ 24 ]} فكلما صغر نصف قطر الأنبوب، زادت مقاومة تدفق السوائل. 

تلي الشرايين الصغيرة مباشرةً الشعيرات الدموية. وبناءً على المنطق الملاحظ في الشرايين الصغيرة، نتوقع أن يكون ضغط الدم أقل في الشعيرات الدموية مقارنةً بالشرايين الصغيرة. ولأن الضغط دالة للقوة المؤثرة على وحدة المساحة ( ق  = ق / م )، فكلما زادت مساحة السطح، قلّ الضغط عند تعرضه لقوة خارجية. وعلى الرغم من صغر أقطار الشعيرات الدموية، إلا أن شبكتها تمتلك أكبر مساحة سطح في الشبكة الوعائية، إذ تُعرف بأنها الأكبر مساحةً (485 مم²) في شبكة الأوعية الدموية البشرية. وكلما زادت مساحة المقطع العرضي الكلية، انخفض متوسط ​​سرعة تدفق الدم، وكذلك الضغط. ^{[ 25 ]}  

يمكن للمواد التي تُسمى مُضيِّقات الأوعية الدموية أن تُقلِّل من حجم الأوعية الدموية، مما يؤدي إلى ارتفاع ضغط الدم. أما مُوسِّعات الأوعية الدموية (مثل النيتروجليسرين ) فتزيد من حجم الأوعية الدموية، مما يؤدي إلى انخفاض ضغط الدم الشرياني.

إذا زادت لزوجة الدم (أصبح أكثر كثافة)، فإن النتيجة هي ارتفاع ضغط الدم الشرياني. يمكن لبعض الحالات الطبية أن تُغير لزوجة الدم. على سبيل المثال، فقر الدم (انخفاض تركيز خلايا الدم الحمراء ) يُقلل اللزوجة، بينما زيادة تركيز خلايا الدم الحمراء تزيد اللزوجة. كان يُعتقد سابقًا أن الأسبرين والأدوية الأخرى المُسيّلة للدم تُقلل لزوجة الدم، ولكن الدراسات وجدت أنها تعمل عن طريق تقليل ميل الدم للتجلط. ^{[ 26 ]}

لتحديد المقاومة الوعائية الجهازية (SVR)، يتم استخدام الصيغة المستخدمة لحساب جميع المقاومات.

${\displaystyle R=(\Delta pressure)/flow.}$

وهذا يُترجم بالنسبة لـ SVR إلى:

${\displaystyle SVR=(MAP-CVP)/CO}$

أين

• SVR = المقاومة الوعائية الجهازية (ملم زئبق/لتر/دقيقة)
• MAP = متوسط ​​ضغط الدم الشرياني (ملم زئبق)
• CVP = ضغط الوريد المركزي (ملم زئبق)
• CO = الناتج القلبي (لتر/دقيقة) ^{[ 27 ]}

للحصول على هذا بوحدات الخشب، يتم ضرب الإجابة في 80.

تتراوح المقاومة الوعائية الجهازية الطبيعية بين 900 و 1440 داين/ثانية/سم−5. ^{[ 28 ]}

بغض النظر عن الموقع، يرتبط ضغط الدم بتوتر جدار الوعاء وفقًا لمعادلة يونغ-لابلاس (بافتراض أن سمك جدار الوعاء صغير جدًا مقارنة بقطر التجويف ) :

${\displaystyle \sigma _{\theta }={\dfrac {Pr}{t}}\ }$

أين

• P هو ضغط الدم
• t هو سمك الجدار
• يمثل r نصف القطر الداخلي للأسطوانة.
• ${\displaystyle \sigma _{\theta }\!}$هو إجهاد الأسطوانة أو "إجهاد الحلقة".

لكي يكون افتراض الجدار الرقيق صحيحًا، يجب ألا يزيد سمك جدار الوعاء عن عُشر نصف قطره (غالبًا ما يُشار إليه بأنه عُشرين).

أما إجهاد الأسطوانة ، فهو بدوره متوسط ​​القوة المؤثرة محيطيًا (عموديًا على كل من المحور ونصف قطر الجسم) في جدار الأسطوانة، ويمكن وصفه على النحو التالي:

${\displaystyle \sigma _{\theta }={\dfrac {F}{tl}}\ }$

أين:

• F هي القوة المؤثرة محيطيًا على مساحة من جدار الأسطوانة التي لها الطولان التاليان كأضلاع:
• t هو السماكة الشعاعية للأسطوانة
• l هو الطول المحوري للأسطوانة

عند تطبيق قوة على مادة ما، تبدأ بالتشوه أو الحركة. وبما أن القوة اللازمة لتشويه المادة (مثلاً لجعل سائل يتدفق) تزداد مع مساحة سطح المادة A، ^{[ 6 ]} فإن مقدار هذه القوة F يتناسب طردياً مع مساحة A لجزء السطح. لذلك، تُسمى الكمية (F/A) التي تمثل القوة لكل وحدة مساحة بالإجهاد. يعتمد إجهاد القص على جدار الشريان، المرتبط بتدفق الدم عبره، على حجم الشريان وشكله الهندسي، ويتراوح بين 0.5 و4 باسكال . ^{[ 29 ]}

${\displaystyle \sigma ={\frac {F}{A}}}$.

في الظروف الطبيعية، ولتجنب تصلب الشرايين، وتكوّن الجلطات، وتكاثر العضلات الملساء، وموت الخلايا البطانية، يحافظ إجهاد القص على مقداره واتجاهه ضمن نطاق مقبول. في بعض الحالات الناتجة عن ظاهرة "مطرقة الدم"، يصل إجهاد القص إلى قيم أعلى. وقد يتغير اتجاه الإجهاد أيضًا بفعل التدفق العكسي، تبعًا للظروف الديناميكية الدموية. لذا، قد تؤدي هذه الحالة إلى الإصابة بمرض تصلب الشرايين. ^{[ 30 ]}

تُوصف الأوردة بأنها "أوعية التخزين" في الجسم لأن أكثر من 70% من حجم الدم موجود في الجهاز الوريدي. وتتميز الأوردة بمرونة أكبر من الشرايين، حيث تتمدد لاستيعاب تغيرات حجم الدم. ^{[ 31 ]}

مراقبة الدورة الدموية هي رصد معايير الدورة الدموية بمرور الوقت، مثل ضغط الدم ومعدل ضربات القلب . يمكن مراقبة ضغط الدم إما بطريقة جراحية من خلال جهاز قياس ضغط الدم (مما يوفر مراقبة مستمرة)، أو بطريقة غير جراحية عن طريق قياس ضغط الدم بشكل متكرر باستخدام كفة ضغط الدم القابلة للنفخ .

يتم تشخيص ارتفاع ضغط الدم بوجود ضغط دم شرياني يبلغ 140/90 أو أعلى في زيارتين سريريتين. ^{[ 27 ]}

يمكن أن يُظهر قياس ضغط إسفين الشريان الرئوي ما إذا كان هناك قصور في القلب الاحتقاني، أو اضطرابات في الصمام التاجي والأبهري ، أو فرط حجم الدم ، أو تحويلات دموية، أو انصباب تأموري. ^{[ 37 ]}

يمكن إجراء مراقبة ديناميكية الدم غير الجراحية لأوعية قاع العين باستخدام التصوير المجسم بالليزر دوبلر، مع ضوء الأشعة تحت الحمراء القريبة. توفر العين فرصة فريدة لاستكشاف أمراض القلب والأوعية الدموية بطريقة غير جراحية . يمكن لتصوير دوبلر بالليزر بواسطة التصوير المجسم الرقمي قياس تدفق الدم في الشبكية والمشيمية ، حيث تُظهر استجابات دوبلر شكلًا نبضيًا مع مرور الوقت ^{[ 38 ] [ 39 ].} تُمكّن هذه التقنية من إجراء تصوير الأوعية الدموية الدقيقة الوظيفي غير الجراحي من خلال قياس استجابات دوبلر عالية التباين من ملامح تدفق الدم داخل الأوعية في الجزء الخلفي من العين. تُحرك الاختلافات في ضغط الدم تدفق الدم في جميع أنحاء الدورة الدموية. يعتمد معدل متوسط ​​تدفق الدم على كل من ضغط الدم ومقاومة تدفق الدم التي تُبديها الأوعية الدموية.