心动周期与心脏射血

心脏是推动血液循环的动力装置，其作用方式如水泵。心脏舒张时，容积增大，内压降低，腔静脉血液回流入心；心脏收缩时，容积减小，内压升高，将血液射入主动脉内。心脏每收缩和舒张一次即构成一个心动周期，每一心动周期心脏射血一次。在一个心动周期中，首先是两心房收缩，继而心房舒张。当心房开始舒张时，两心室也几乎同时进行收缩，然后心室舒张。接着心房又开始收缩，进入下一个心动周期。在通常的心动周期中，心肌收缩时间比舒张时间为短。如以成人平均心率每分钟75次计算，则每一心动周期平均为0.8s，其中心房收缩期约为0.1s，舒张期约为0.7s，心室收缩期约为0.3s，舒张期约为0.5s，它们之间的关系如图1所示。如心率增快，心动周期缩短，则收缩期和舒张期都缩短，但舒张期的缩短更显著。由于心室的舒缩活动是推动血液的主要力量，因而通常所说的心缩期是指心室的收缩期，心舒期是指心室的舒张期。

半月瓣关闭

图1 心动周期圆的每一等分相当0.1秒

在一个心动周期中，心房和心室肌肉有次序地收缩和舒张，使心腔内的压力和容积发生有规律的变化。这种压力的变化是推动血液流动的动力，当心内压力变化时，心内的瓣膜也随着有规律地启闭，使血液沿着一定的方向流动。如以心室的舒张活动为中心，可将整个心动周期分成8个时相。各时相的心内压力、容积改变、瓣膜启闭和血流等情况如图2。
等容收缩期 心室肌的收缩较心室的电兴奋稍晚，由于心室肌几乎是同时进入收缩的，故心室肌收缩时心室内压力迅速增高，当心室内压高于心房内压时，心室内血液推动左右房室瓣（二尖瓣和三尖瓣）而使其关闭。由于乳头肌与腱索拉紧房室瓣，阻止其向上翻入心房；且房室交界处环行肌的收缩，缩小了房室交界处的口径，这些都使血液不致倒流入心房。房室瓣关闭后室内压继续急剧上升，但在心室内压未超过主动脉压(心舒期末主动脉压约为80mmHg)和肺动脉压(心舒期末肺动脉压约为8mmHg)前，半月瓣仍处于关闭状态。在这段极短时间内(在人体约为0.04～0.06s)，房室瓣与半月瓣均关闭，心室腔内的血液量不变，心室肌纤维长度或心室容积也不变而仅有心室肌张力或心室内压力的迅速增高，故称等容收缩期。

图2 一个心动周期中，压力、容积、瓣膜、心音、心电等变化及其时间关系图
1. 等容收缩期 2. 快速射血期 3. 减慢射血期 4.舒张前期 5. 等容舒张期 6. 快速充盈期 7. 减

慢充盈期 8. 房缩期
S1,S2,S3,S4: 第一、二、三、四心音 A、C、V:房内压变化的三个正波 ▲、*: 示房内压变化的另一种可能情况

快速射血期 心室肌继续收缩使左、右心室内压力继续上升，终于超过主动脉压和肺动脉压，于是两侧半月瓣被打开，血液在此期内迅速射入主动脉和肺动脉内而心室容积迅速缩小。此时血液进入主动脉的速度远远超出血液流出动脉进入微循环的速度，使心室压与主动脉压仍继续上升，一直持续到主动脉压力曲线的顶峰。此期约为0.11s，只占心缩期的1/3左右，是每一个心动周期中有血液进入主动脉的时期。
减慢射血期 此期心室收缩力量和室内压开始减小，这时射血速度减慢，而血液流出动脉的速度较快，于是动脉血压稍有下降。在此期结束时，心室内压可略低于主动脉内压而血液仍可继续流入动脉，心室容积也继续减小直达最低。此期历时约为0.14s，然后心室开始舒张。
舒张前期 心室收缩结束，开始舒张，室内压急速下降，左心室压原已略低于主动脉压，而右心室压亦迅速降到低于肺动脉压，此时两侧半月瓣即关闭，阻止血流倒流入心室。从心室收缩结束到半月瓣关闭这一段时间称为舒张前期，历时约为0.03s。
等容舒张期 半月瓣关闭时，心室内压仍然高于心房内压，房室瓣仍然关闭。当心室内压继续下降到低于心房内压时，房室瓣才开放，从半月瓣关闭到房室瓣开放这段短促时间内，心室肌张力迅速减小，心室内压迅速下降，而心室容积改变极小。称为等容舒张期，历时约为0.06s。
快速充盈期 房室瓣开放后，心室容积迅速扩大，心室内压明显低于心房内压，这时，积聚在心房和大静脉的血液被心室“吸引”而迅速流入心室，故称快速充盈期，历时约为0.11s，静脉血液回心主要在这段时间。
减慢充盈期（舒张后期） 随着心室血液的充盈，心室容积增大变慢，静脉内血液经心房回流入心室的速度逐渐减慢，直到心房开始收缩之前。这一段时期称为减慢充盈期，历时约为0.2s。
房缩期 在心室舒张的末期，心房收缩，心房内压升高，在心室舒期的最后一段时间帮助血液流入心室，心房收缩历时约0.1s，随后心房舒张，至下一次心室等容收缩开始，又进入一个心动周期。
从心动周期中心室、主动脉和心房内压力变化的曲线图中可看出，其中变化最显著的是心室压力曲线，特别是左心室压力曲线。正常人体左心室舒张末期压力平均约9(5～12)mmHg，在等容收缩期内压力急剧上升，至快速射血期达最高峰。一般心室射血速率为42L/min，约在心室收缩开始后0.1s，心室内压尚未达顶点时射血速率最高。心脏收缩产生强大的心室内压，是心脏向动脉射血的动力。心室舒张后，心室内压急剧下降，在心舒早期室内压低于房内压，心室血液的充盈主要是在这段时期从心房被“吸引”进入心室的。因此无论心脏射血或充盈血液均有赖于心室肌的功能，当心室停搏或发生纤维颤动时，血液循环将立即停止，导致机体死亡。心脏每搏输出量与心舒末期容积之比称为射血分数，射血后尚存留在心室内的血量称为残余血量。
在安静时人体心室舒张末期，估计右心室容积约为137ml，左心室约为120ml，而心室每搏输出量约为60～80ml，即射血分数约为50～60%，残余血量约为50～60ml。
在心室快速射血期，大量血液快速压入主动脉而不能及时流出，这时血管扩张，主动脉内血压急速上升，在随之而来的减慢射血期内，血液进入动脉比流出动脉慢，动脉血压下降。心舒期开始时主动脉瓣关闭，主动脉内倒流的血液撞击主动脉瓣而弹回，动脉压曲线出现一个小的上升波动，但在整个心舒期内主动脉压是逐步下降的，依靠射血时扩张的主动脉血管弹性回缩释放的能量，推动血液持续不断地向前流动。
在心动周期中心房内的压力变动较心室为小，如图2所示。左心房压力曲线具有三个正波，心房收缩时房内压升高，称为A波，随着心房舒张，曲线下降。当心室收缩时，关闭的房室瓣凸八心房，又使房内压升高形成C波(C波亦可能缺如，如图2中△点线所示)。随着心室射血时体积的缩小，心底向下移动，扩大了心房的容积，使房内压又行降低。以后随着静脉血液回流入心房量的增加，房内压持续地升高而形成V波，直到等容舒张期末为止。此时房室瓣开放，血液迅速进入心室，房内压曲线又行下降。右心房压力曲线与左心房相似而波形略小，右心房的搏动波可沿静脉管壁传到各个大静脉，例如颈静脉压力曲线在心动周期中亦表现与心房压相似的波形。人左、右心房压力分别平均为8与3mmHg。由于心房肌较薄，收缩时间又短，通过心房的收缩将血液射入心室的量较小，约为总充盈量的10%。当心率加速 （心舒期缩短） 或房室瓣狭窄时心房收缩对心室血液的充盈可发挥较大的作用。机体发生心房纤维颤动时，虽然心房已不能正常收缩，心室的充盈量可能稍有减少，可不影响正常生活，但这时运动的耐力则受到限制。