心血管核心知识库

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20 Cardiac Mechanics (preload, afterload, contractility, ejection fraction, and cardiac output) ​

⚡️ 核心考点 (30s速读)

  • 核心考点：理解心脏力学三大核心决定因素——前负荷、后负荷、收缩力——的定义、影响因素及其临床意义，并掌握心输出量相关指标的计算。
  • 临床意义：这些概念是理解心力衰竭、休克、高血压等心血管疾病病理生理及制定治疗方案（如补液、使用血管活性药物）的理论基础。例如，前负荷过高可致肺水肿，后负荷过高增加心脏做功，收缩力减弱导致泵血不足。

🧠 深度精讲 ​

  • 前负荷 (Preload)：

    • 定义：指左心室在收缩开始前（舒张末期）心肌纤维被拉伸的程度。临床上常用左心室舒张末期压力 (LVEDP) 或左心室舒张末期容积 (LVEDV) 作为替代指标。
    • 影响因素：
      1. 总血容量：血容量增加，回心血量增多，前负荷增加。
      2. 心室顺应性：心肌或心包僵硬（如心肌肥厚、淀粉样变性、心包积液、心包纤维化）会降低顺应性，导致在相同容积下压力更高，易出现充血症状。
      3. 心率与心律：心率过快缩短舒张期充盈时间；心房颤动等失去心房“kick”作用，均减少心室充盈，降低前负荷。
      4. 胸腔内压：正压通气时，胸腔内压升高，减少静脉回心血量，从而降低前负荷。

  • 后负荷 (Afterload)：

    • 定义：指心室在收缩射血期必须克服的阻力。更精确的定义是收缩期心室壁所承受的张力 (Wall Stress/Tension)。
    • 临床简化与局限：常被简化为血压或全身血管阻力 (SVR)。但这是一种过度简化，因为根据拉普拉斯定律 (Law of Laplace)，室壁张力不仅取决于心室内压，还与心室半径和室壁厚度有关。因此，在心室扩张（半径增大）或室壁变薄时，即使血压不变，室壁实际承受的张力（后负荷）也会增加。

  • 收缩力 (Contractility)：

    • 定义：指心肌细胞在不依赖于前负荷和后负荷的情况下，其内在的收缩能力和速度。反映了心肌的“变力状态”。
    • 影响因素与指标：受交感神经活性、循环儿茶酚胺、正性肌力药物（如多巴胺、多巴酚丁胺）增强；受心肌缺血、坏死、负性肌力药物（如β受体阻滞剂）减弱。射血分数 (EF) 是临床最常用的评估整体收缩力的指标，但受前、后负荷影响。

  • 心输出量相关指标：

    • 搏出量 (Stroke Volume, SV)：一次心跳一侧心室射出的血量。SV = LVEDV - LVESV (左心室收缩末期容积)。
    • 射血分数 (Ejection Fraction, EF)：搏出量占舒张末期容积的百分比。EF = (SV / LVEDV) × 100%。是评估心室泵血效率的核心指标。
    • 心输出量 (Cardiac Output, CO)：每分钟一侧心室射出的总血量。CO = SV × 心率 (HR)。
    • 心指数 (Cardiac Index, CI)：为消除个体大小差异，将心输出量除以体表面积 (BSA)。CI = CO / BSA。是更精确的评估组织灌注指标。

  • Frank-Starling 机制：

    • 描述了心肌收缩力与前负荷（肌小节初长度）之间的关系。在一定范围内，增加前负荷（如增加回心血量）可使心肌收缩力增强，搏出量增加。该曲线解释了心脏如何自动调节以适应回心血量的变化。心力衰竭时，曲线向右下移位，意味着在相同前负荷下，心脏泵血能力下降。

📚 双语术语表 (Terminology) ​

英文术语中文翻译定义/解释
Preload前负荷心室收缩前（舒张末期）心肌纤维的初始拉伸程度，常用LVEDP或LVEDV表示。
Afterload后负荷心室在收缩射血期必须克服的阻力，精确表示为收缩期室壁张力。
Contractility收缩力心肌细胞内在的收缩能力和速度，独立于前、后负荷。
Stroke Volume (SV)搏出量一次心跳单侧心室射出的血液体积。
Ejection Fraction (EF)射血分数搏出量占心室舒张末期容积的百分比，反映心室泵血效率。
Cardiac Output (CO)心输出量每分钟单侧心室射出的血液总量，CO = SV × HR。
Cardiac Index (CI)心指数心输出量除以体表面积，用于标准化比较。
End-Diastolic Volume (EDV)舒张末期容积心室在舒张期结束、收缩开始前的容积。
End-Systolic Volume (ESV)收缩末期容积心室在收缩期结束时的最小容积。
Frank-Starling Mechanism弗兰克-斯塔林机制描述心肌收缩力随前负荷（初长度）增加而增强的生理规律。
Law of Laplace拉普拉斯定律描述球形或圆柱形结构中，壁张力与腔内压力和半径成正比，与壁厚度成反比。
Systemic Vascular Resistance (SVR)全身血管阻力体循环对血流的总体阻力，是后负荷的主要决定因素之一。
Compliance顺应性描述腔室（如心室）在压力变化下容积扩张的难易程度，顺应性 = ΔV/ΔP。

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