心脏泵血功能评价及心脏输出量

心脏由左、右两个心泵组成，每侧心均由心房和心室组成。心房收缩力较弱，但其收缩可帮助血液流入心室。心室收缩力强，可将血液射入肺循环和体循环。心和血管中的瓣膜使血液在循环系统中只能以单一方向流动。心脏泵血呈周期性，这种周期性活动由心肌生物电的活动、机械收缩和瓣膜活动三者相联系配合才得以实现。

（一）心动周期和心率

心脏一次收缩和舒张，构成一个机械活动周期，称心动周期（图10-2-7）。心房与心室的心动周期均包括收缩期和舒张期。由于心室在心脏泵血活动中起主要作用，故通常心动周期是指心室的活动周期。

图10-2-7　心动周期中心房、心室活动的顺序和时间的关系

心动周期持续的时间与心跳频率有关，两者呈反变关系。每分钟心跳的次数，称心率。在安静情况下成年人心率平均每分钟75次，每个心动周期持续0.8 s。一个心动周期中，两心房首先收缩，持续0.1 s，继而心房舒张，持续0.7s。当心房收缩时，心室处于舒张期，心房进入舒张期后，心室便开始收缩，持续0.3 s，随后进入舒张期，占时0.5 s。心室舒张的前0.4 s期间，心房也处于舒张期，这一时期称全心舒张期。可见，一次心动周期中，心房和心室各自按一定的时程进行舒张与收缩相交替的活动，而心房和心室两者的活动又依一定的次序先后进行，左右两侧心房或两侧心室的活动则几乎是同步的。另一方面，无论心房或心室，收缩期均明显短于舒张期。如果心率增快，心动周期持续时间缩短，收缩期和舒张期均相应缩短，但舒张期缩短的比例较大；因此，心率增快时，心肌工作的时间相对延长，休息时间相对缩短，这对心脏的持久活动是不利的。

（二）心脏泵血过程和心音

在心脏泵血过程中，心室起主要作用，左右心室的泵血过程相似，而且几乎同时进行。现以左心室为例，说明一个心动周期中心室射血和充盈的过程（图10-2-8）。根据心室内压力、容积的改变，瓣膜启闭与血流情况，可将心室的泵血过程分为心室收缩期和舒张期。

图10-2-8　心动周期各时相中，心脏（左侧）内压力、容积和瓣膜等的变化

1：心房收缩期；2：等容收缩期；3：快速射血期；4：减慢射血期；5：等容舒张期；6：快速充盈期；7：减慢充盈期

1.心脏的泵血过程

（1）心室收缩期：可分为等容收缩期和射血期。

1）等容收缩期：当心房收缩完毕后进入心房舒张期，此时心室开始收缩，室内压迅速上升，当升高至超过房内压时，房室瓣关闭，此时室内压仍低于主动脉压，半月瓣仍处于关闭状态。此期心室的容积不变，称等容收缩期，持续时间约0.06 s。

2）射血期：心室肌继续收缩，室内压不断升高至超过主动脉压时，半月瓣开放，心室内的血液射入主动脉，心室的容积缩小，此期称射血期，持续时间约0.24 s。

（2）心室舒张期：可分为等容舒张期和充盈期。

1）等容舒张期：心室收缩射血完毕后开始舒张，室内压迅速下降，当降至低于主动脉压时，半月瓣关闭，此时室内压仍较房内压高，房室瓣仍处于关闭状态。此期心室的容积不变，称等容舒张期，持续0.06～0.08 s。

2）心室充盈期：心室肌继续舒张，当室内压继续下降至低于房内压时，房室瓣开放，血液由心房流入心室，心室容积增大，此期称充盈期，持续0.42～0.44s。在心室舒张期的最后0.1 s，心房开始收缩，房内压升高进一步促使血液流入心室。

从以上对心室充盈和射血过程的描述中，不难理解左心室泵血的机制。心室的收缩和舒张，是造成心室内压力变化，从而导致心房和心室之间以及心室和主动脉之间产生压力梯度的根本原因；而压力梯度是推动血液在相应腔室之间流动的主要动力，血液的单方向流动则是在瓣膜活动的配合下实现的。

现将心动周期中心腔内压力、容积、瓣膜开闭、血流方向的变化总结如表10-2-1所示。

表10-2-1　心动周期中心腔压力、瓣膜活动、血流方向、心室容积等变化

2.心音　心动周期中，心肌收缩、瓣膜启闭、血液加速度和减速度对心血管壁的加压和减压作用以及形成的涡流等因素引起的机械振动，可通过周围组织传递到胸壁。如果将听诊器放在胸壁某些部位，就可以听到声音，称心音。使用听诊器一般能听到第一和第二心音（图10-2-9），在某些健康儿童和青年人也可听到第三心音，40岁以上的健康人也有可能出现第四心音。心脏某些异常活动可以产生杂音或其他异常心音。因此，听取心音或记录心音图对于心脏疾病的诊断有一定的意义。

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图10-2-9　心音听诊示意图

第一心音发生在心缩期，音调低，持续时间相对较长。主要由心室射血引起大血管扩张及产生的涡流、房室瓣突然关闭等所引起的振动而形成，房室瓣关闭是第一心音的主要组成成分，因此，第一心音标志着心室收缩期开始。

第二心音发生在心脏舒张期，音调高，持续时间较短。第二心音主要与主动脉瓣的关闭有关，故第二心音标志着心室舒张期开始。

（三）心脏泵血功能的评价

心脏泵血功能是正常或不正常，是增强或减弱，这是医学实践工作中经常遇到的问题。因此，用何种方法和指标来测量和评定心脏功能，在理论和实践上都是十分重要的。

心脏的输出量　心脏输出的血液量是衡量心脏功能的基本指标。

（1）每分输出量和每搏输出量：一侧心室一次收缩射入动脉的血量，称每搏输出量，简称搏出量。一侧心室每分钟射入动脉的血量，称每分输出量，简称心输出量，等于心率与搏出量的乘积。左右两心室的输出量基本相等。心输出量与机体新陈代谢水平相适应，可因性别、年龄及其他生理情况而不同。例如，健康成年男性在静息状态下，心率平均每分钟75次，搏出量为70 ml（60～80 ml），心输出量为5 L min（4.5～6.0 L min）。女性比同体重男性的心输出量约低10%，青年时期心输出量高于老年时期。

（2）心指数：人体静息时的心输出量，也和基础代谢率一样，并不与体重成正比，而是与体表面积成正比。以单位体表面积（m2）计算的心输出量，称心指数。中等身体的成年人体表面积为1.6～1.7 m2，安静和空腹情况下的心输出量为5～6 L/min，故心指数为3.0～3.5 L/（min·m2）肌肉运动时，心指数随运动强度的增加大致成比例地增高。妊娠、情绪激动和进食时，心指数均增高。

（3）射血分数：搏出量占心室舒张末期容积的百分比，称射血分数。正常成年人，左心室舒张末期容积估计约为145 ml，搏出量为70 ml，射血分数为55%～65%。

在评定心泵血功能时，单纯用搏出量作指标，不考虑心室舒张末期容积，是不全面的。正常情况下，搏出量始终与心室舒张末期容积相适应，即当心室舒张末期容积增大时，搏出量也相应增加，射血分数基本不变。但是，在心室异常扩大、心室功能减退的情况下，搏出量可能与正常人没有明显判别，但它并不与已经增大的舒张末期容积相适应，射血分数明显下降。若单纯依据搏出量来评定心泵血功能，则可能作出错误判断。

（四）心脏泵血功能的贮备

心输出量能够在需要时成倍地增长，表明健康人心脏泵血功能有一定的贮备力量。心输出量随机体代谢需要而增加的能力，称泵血功能贮备，或心力贮备。健康人有相当大的心力贮备，而某些心脏疾患患者，静息时心输出量与健康人无明显差别，尚能够满足静息状态下代谢的需要，但在代谢活动增强时，心输出量却不相应增加，最大输出量较正常人低。而训练有素的运动员，心脏的最大输出量远比一般人大，可达35 L以上，为静息时的8倍左右。

（五）影响心输出量的因素

心输出量取决于心率和搏出量，因此凡能影响搏出量和心率的因素都能影响心输出量。

1.搏出量的影响因素　心脏的每搏输出量取决于前负荷（即心肌初长度或心室舒张末期容量）、心肌收缩能力以及后负荷（动脉血压）的影响。

（1）前负荷：前负荷是指肌肉收缩前所承受的负荷。在完整心脏，是指心室舒张末期充盈的血量，包括心室射血后的剩余血量和静脉回心血量（图10-2-10）。

图10-2-10　心室功能曲线图

心脏能自动地调节和平衡心搏出量和回心血量之间的关系。在一定的范围内，回心血量愈多，心脏在舒张期充盈就愈大，则心室的收缩力量也愈强，搏出到主动脉的血量也愈多。但是当前负荷过大时，心肌收缩力反而降低。故临床上静脉输液时要严格控制输液量和输液速度，防止发生急性心力衰竭。

（2）后负荷：后负荷是指肌肉收缩时所承受的负荷。心室肌后负荷是指动脉血压。在其他条件不变的情况下，当动脉血压升高时，等容收缩期延长，射血期相对缩短，搏出量减少。但如果动脉血压持续升高，心室肌将因长期处于收缩加强状态而逐渐肥厚，此时搏出量可能仍在正常范围，但左心室作功量增加；久之心脏将不堪负担而导致心力衰竭，搏出量减少。

（3）心肌收缩能力：心肌收缩能力是指心肌受前、后负荷影响而能改变其力学活动的一种内在的功能状态。当心肌收缩能力增强时，搏出量增多；反之，搏出量减少。

神经、体液、药物等因素都可以改变心肌收缩力来调节心搏出量，如肾上腺素能使心肌收缩力加强，乙酰胆碱则使心肌收缩力减弱。

2.心率的影响因素　心输出量是搏出量与心率的乘积，心率增快，心输出量增加。在一定范围内，心率加快，心室舒张期缩短不明显，搏出量减少不明显，心输出量增多；如果心率增加过快，超过每分钟160～180次，心室充盈时间明显缩短，充盈量减少，搏出量可减少到仅有正常时的一半左右，心输出量亦开始下降。当心率增快但尚未超过此限度时，尽管此时心室充盈时间有所缩短，但由于回心血量中的绝大部分是在快速充盈期内进入心室的，因此，心室充盈量以及搏出量不至于减少或过分减少，而由于心率增加，每分钟的输出量增加。反之，如果心率太慢，低于每分钟40次，心输出量亦减少。这是因为心室舒张期过长，心室充盈早已接近限度，再延长心舒时间也不能相应增加充盈量和搏出量。可见，心跳频率最适宜时，心输出量最大，心率过快或过慢，心输出量都会减少。