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第二节 心脏血流动力学
心脏由左、右两个心泵组成。右心将血液泵入肺循环,左心将血液泵入体循环。每个心泵均由一个心房低压腔和一个心室高压腔组成。心房接受静脉回流血液,再经单向房室瓣帮助血流入心室,心室接受心房流入血液,再经单向动脉瓣将血液射入动脉内(图1-2-1)。心脏和血管内的瓣膜保证血液在循环系统中以单方向流动。
图1-2-1 心脏血流动力学示意图
RA:右房;RV:右室;PA:肺动脉;LA:左房;LV:左室;AO:主动脉
一、心动周期
心动周期的血流动力学过程包括心房收缩期、等容收缩期、快速射血期、缓慢射血期、等容舒张期、快速充盈期和缓慢充盈期(图1-2-2)。
图1-2-2 根据主动脉压力和左房压力评估血流动力学变化
1.心房收缩期
心房收缩前,心房、心室处于舒张状态,血液从大静脉流入心房,再通过开放的房室瓣流入心室。心房开始收缩导致心房内压力升高,房内压高于室内压,此时房室瓣处于开放状态,心房将其内的血进一步挤入心室,心室得到进一步充盈。心房收缩期间泵入心室的血量占心室总充盈量的25%,起到“辅助泵”的作用。心房颤动时,心房不能进行有效地舒缩,此“辅助泵”的作用消失。
2.等容收缩期
心室开始收缩时心室内压迅速增加,心室内血向心房反流推动房室瓣关闭,并产生第一心音。但此时室内压尚低于动脉内压,动脉瓣仍未开放。由于房室瓣和动脉瓣均处于关闭状态、心室成为一封闭腔室,心室肌虽然收缩但心室容积不变,故称等容收缩期。此期持续时间为0.02~0.03s。此期特点:各瓣膜关闭、心室容积不变,但室内压升高极快。
3.快速射血期
心室肌持续收缩、室内压持续增加,当室内压升高到超过主动脉压时半月瓣开放,血液被迅速射入动脉内。室内压可因心室肌的继续收缩而继续升高进而达到最高值。此期持续时间约占收缩期的1/3。此期特点:室内压力高、射血速度快、射出血量多,射出血量约占整个收缩期射出血量的70%,心室容积迅速缩小。
4.缓慢射血期
快速射血期后,由于大量血液已经射出,心室肌收缩力开始减小,室内压开始下降、射血速度减慢。此时室内压虽已略低于大动脉内压,但由于心室射出的血液具有较大的动能,故仍能继续流向动脉。射出血量约占整个收缩期射出血量的30%,心室容积继续缩小。此期持续时间约占整个收缩期的2/3。
5.等容舒张期
收缩期结束后射血停止,心室开始舒张、室内压迅速下降,当室内压低于大动脉内压时,动脉内血液向心室倒流推动半月瓣关闭并产生第二心音。但此时室内压仍高于房内压,房室瓣仍未开放,由于房室瓣和动脉瓣均处于关闭状态,心室又成为一封闭腔室,心室肌舒张,但心室容积不变,故称等容舒张期。此期持续时间为0.03~0.06s。此期特点:各瓣膜关闭心室容积不变,但室内压急剧下降。
6.快速充盈期
心室肌继续舒张、室内压持续下降,当室内压降低到低于房内压时,房室瓣开放、血液迅速充盈心室。心室肌继续舒张,室内压进一步降低,甚至形成负压,心房、大静脉内的血液可被心室抽吸而快速流入心室,心室容积迅速增大。此期持续时间约占舒张期的前1/3。此期特点:室内压力低,充盈速度快,充盈量多。
7.缓慢充盈.
由于心室内不断有血液充盈,心室与心房、大静脉间的压力差减少,血液以较慢的速度流入心室。此期持续时间约占舒张期的2/3。在舒张期的后1/3期间,由于下一心动周期的心房收缩,将心房内的血液进一步泵入心室,心室进一步充盈。
二、心房、心室、瓣膜在心脏血流动力学中的作用
心室收缩形成心室-动脉间的压力梯度是引起半月瓣开放和心室射血的直接动力。心室舒张形成的房-室间压力梯度是引起房室瓣开放和心室充盈的主要动力。
心房在心脏泵血中起初级泵(辅助泵)的作用,心房收缩使心室充盈量增加1/4,心室舒张末期容积增大,心室肌收缩力增强,心室泵血效率提高,心房容积大,心房舒张期长,心房内压低,有利于容纳静脉血液回流至心脏。
瓣膜的闸门作用决定了血流的方向,是心内血液单方向流动的条件。同时与房室协同造就了心腔内压力的变化,是心腔内压力梯度形成的条件。