二﹑左心室收缩功能的评价和影响因素
评价左心室泵血功能是否正常,临床实践中常用以下指标。
1.每搏出量和射血分数 一次心搏由左心室射出的血量称为每搏出量(strove volume,SV),成人在安静时SV约为70ml,心室舒张末期由于血液的充盈称为左心室舒张末期容积(LVEDV),左心室收缩末期心室内剩余血量称为左心室收缩末期容积(LVESV);LVEDV减去LVESV则为SV,SV与LVEDV的百分比为射血分数(LVEF)。安静状态下,LVEF约为60%。LVEF的大小与左心室容积以及左心室收缩力有关。
2.心排血量与心脏指数 每分钟由左心室搏出的血量称为心排血量(cardiac output,CO),CO等于每搏出量乘以心率,每平方米体表面积的心排血量称为心脏指数(cardiac index,CI)。在安静状态下,成人CO为5~6L/min,CI为3~3.5L/(m2·min)。
左心室收缩功能主要指左心室心肌收缩力(contractility),但心肌收缩力受前负荷(preload)、后负荷(afterload)、心率等因素影响,因此超声心动图测定的左心室收缩功能反映的是左心室整体收缩功能。
左心室前负荷指舒张末期左心室压力或容积,准确地说为舒张末期左心室室壁张力。前负荷大小与左心室功能(可用CO、SV、CI、左心室每搏做功等代替)的关系基于Frank-Starling定律,一定范围的前负荷的增加,SV也增加(图4-2)。但是,一旦前负荷储备达到极限,则心排血量不再进一步增加。
左心室后负荷指左心室收缩时所承受的负荷,后负荷并不等同于外周动脉压或外周阻力,可描述为左心室射血时的室壁张力,室壁张力指每单位面积施加于心肌上的张力,用dyn/cm2表示。室壁张力受室腔大小、心室内压力和室壁厚度影响。根据Laplace定理:
图4-2 前负荷和心排血量的关系图解
心肌收缩力不变时,随前负荷增加,每搏出量随之增加。前负荷一定时,心肌收缩力增加,每搏出量随之增加;心肌收缩力减退时,每搏出量随之减少。
室壁张力
简化的室壁张力可表示为:室壁张力(dyn/cm2)=1.33×P×LVDs/2WT。P为收缩末期左心室压力,LVDs为收缩末期左室内径,WT为收缩末期左心室室壁厚度。1.33是将mmHg转换为dyn/cm3的常数。
慢性左心室压力负荷过重如高血压、主动脉瓣狭窄等,易引起左心室肥厚,因为在室腔大小相对稳定时,左心室压增加倾向于增加室壁张力,而左心室室壁代偿增厚以维持室壁张力相对正常状态。室腔明显增大时(如扩张型心肌病),室壁张力也将显著增加。前负荷相对固定时,后负荷与心排血量成反相关,后负荷增加导致心排血量相对减少(图4-3)。动脉压、动脉血管顺应性、总外周阻力以及血容量和血液黏稠性是影响后负荷的因素,其中常用平均动脉压和总外周阻力作为反映后负荷的指标。
图4-3 后负荷与心排血量的关系
前负荷相对固定时,后负荷增加则心排血量减少。前负荷增加时,曲线往右上方平行移动;而心肌收缩力的增加则导致曲线右下方移动斜率增大。
心率显著影响左心室心排血量,在静息或运动状态时,心率增加时舒张期左心室充盈时间相应缩短,在正常人并不存在多大问题,因为正常人大部分左心室充盈发生在舒张早期。在二尖瓣狭窄或左心室顺应性明显减退时,心率显著增加导致左心室充盈减少(前负荷减少),尽管这时左心室心肌收缩力和后负荷正常,仍可出现左心室心排血量明显减少。
左心室心肌收缩力是指心肌在接受适当刺激后主动产生张力和缩短的能力,它反映左心室心肌纤维的缩短,广义上说心肌纤维的缩短并不受前负荷、后负荷和心率的影响,是决定心排血量的最关键因素。当心肌收缩力增强时,心室功能曲线向左上方移位,当心肌收缩力下降时,心室功能曲线向右下方移位(图4-2,图4-3)。但由于受负荷状态、心率等影响,临床测定的左心室收缩功能指标反映的是左心室整体收缩功能,并非单纯为左心室心肌收缩力。
目前反映左心室心肌收缩力的可靠指标有左心室压力(或室壁张力)- 容积环(图4-4)等。
图4-4 左心室压力-容积环
左图上方为左心室收缩期左心室压力变化,A为二尖瓣(MV)关闭,B为主动脉瓣(AV)开放,C为主动脉瓣关闭,D为二尖瓣开放;左图下方为心动周期左心室容积变化;右图为左心室压力-容积环,ICT为等容收缩期,IRT为等容舒张期。