01 Cardiovascular Physiology - Pressure-Volume loops, Cardiac Cycle, ESV, EDV, SV, CO, Starling Law
⚡️ 核心考点 (30s速读)
- 核心考点:心脏是一个“工厂”,其核心功能指标是心输出量,由心率和每搏输出量决定。理解压力-容积环是掌握心室功能、前负荷、后负荷和心肌收缩力的关键。
- 临床意义:通过舒张末期容积、收缩末期容积和射血分数评估心脏泵血功能。Starling定律解释了心脏如何根据回心血量自动调节其泵血量,是理解心衰代偿机制的基础。
🧠 深度精讲
- 心脏的“工厂”模型:心脏被比喻为一个工厂。静脉是原料输入口(前负荷),动脉是成品输出口。工厂的总产量(心输出量)等于工人数量(心率)乘以每个工人的生产效率(每搏输出量)。
- 心输出量:指一侧心室每分钟泵出的血液总量,CO = 心率 × 每搏输出量。正常成人静息时约为5 L/min。左右心室的心输出量相等。
- 每搏输出量的决定因素:每次心跳射出的血量取决于三个核心因素:
- 前负荷:心脏收缩前(舒张末期)心肌纤维被拉长的程度,主要由舒张末期容积决定。这对应Starling定律。
- 后负荷:心室射血时需要克服的阻力,主要指主动脉压。
- 心肌收缩力:心肌细胞本身收缩的强度和速度,与心脏的“劲”有关。
- 心动周期中的关键容积:
- 舒张末期容积:心室在充盈结束后、收缩开始前的血容量,代表前负荷。
- 收缩末期容积:心室射血结束后、舒张开始前剩余的血容量。
- 每搏输出量 = 舒张末期容积 - 收缩末期容积。
- 射血分数:每搏输出量 / 舒张末期容积,是评估心室泵血效率的重要指标(正常>55%)。
- Starling定律:在一定范围内,心脏舒张末期容积(前负荷)越大,心肌纤维初长度越长,收缩力就越强,从而使每搏输出量增加。这是心脏固有的、重要的自我调节机制。
- 压力-容积环:这是一个描述单个心动周期中,心室压力与容积变化关系的图形。它是理解上述所有概念的“金钥匙”:
- 环的面积代表每搏功。
- 环的宽度代表每搏输出量。
- 右侧边界的横坐标位置代表舒张末期容积。
- 左侧边界的横坐标位置代表收缩末期容积。
- 环的顶部高度反映后负荷。
- 环的整体位置和斜率变化反映心肌收缩力的变化。
📚 双语术语表 (Terminology)
| 英文术语 | 中文翻译 | 定义/解释 |
|---|---|---|
| Cardiac Output | 心输出量 | 一侧心室每分钟泵出的血液总量,CO = HR × SV。 |
| Heart Rate | 心率 | 心脏每分钟搏动的次数。 |
| Stroke Volume | 每搏输出量 | 一次心搏中,一侧心室射出的血液量,SV = EDV - ESV。 |
| End-Diastolic Volume | 舒张末期容积 | 心室舒张末期(收缩前)的血液容积,反映前负荷。 |
| End-Systolic Volume | 收缩末期容积 | 心室收缩末期(射血后)的血液容积。 |
| Ejection Fraction | 射血分数 | 每搏输出量占舒张末期容积的百分比,EF = (SV / EDV) × 100%。 |
| Starling‘s Law | 斯塔林定律 | 心肌收缩力随心肌纤维初长度(前负荷)增加而增强的规律。 |
| Preload | 前负荷 | 心脏收缩前所承受的负荷,通常指舒张末期容积或压力。 |
| Afterload | 后负荷 | 心室射血时需要克服的阻力,主要指主动脉压。 |
| Contractility | 心肌收缩力 | 心肌细胞在不依赖前、后负荷的情况下,其内在的收缩能力。 |
| Pressure-Volume Loop | 压力-容积环 | 描述一个心动周期中心室压力与容积变化关系的闭合曲线图。 |
| Cardiac Cycle | 心动周期 | 心脏一次收缩和舒张的机械活动全过程。 |