Внутрисердечная гемодинамика во время систолы предсердий обеспечивает

Построение правильного, патогенетически обосно­ванного диагноза у больного, страдающего ревмати­ческим пороком сердца, возможно только с учетом изменений в основных анатомических структурах сердца, легочно-сосудистом русле и аортальной дем­пферной камере (дуге аорты). Изучение и тщательный анализ данных внутрисердечной гемодинамики, полу­чаемых с помощью различных методов исследования, позволяют достаточно уверенно судить о состоянии миокарда, клапанов и полостей сердца. Результаты этого в значительной степени определяют выбор дальнейшей тактики лечения, объективную оценку его эффективности и, соответственно, прогноз заболева­ния. Общеизвестные подходы к оценке насосной функции сердца на основе изучения фракций сердеч­ного выброса и, в частности, по фракции изгнания при пороках сердца, могут оказаться несостоятельными. Фракция изгнания может зависеть не столько от функ­ции миокарда, сколько от степени клапанного стеноза или от объема регургитации.

оме того, при несим­метричной гипертрофии миокарда полость левого же­лудочка не может быть аппроксимирована к сфере или эллипсу, и это при стандартных методиках расче­та приведет к ошибочным выводам. Поэтому для того, чтобы глубже понять сущность нарушений кардиоме — ханики при ревматических пороках сердца, мы посчи­тали необходимым вначале кратко описать нормаль­ную кардиогемодинамику.

Динамика сердечного цикла

Анализ динамики сердечного цикла заключается в установлении его фазовой структуры, исследовании длительности и особенностей отдельных фаз, рас­чете скоростей изменения давления. Известно, что динамика наполнения сердечных камер тесно взаи­мосвязана с частотой сердечных сокращений, веноз­ным притоком крови в предсердия, сопротивлением току крови из предсердий в желудочки и с усилиями миокарда желудочков по выбросу крови в магист­ральные сосуды.

Большая часть крови, составляющая ударный объем желудочков сердца (до 70%), поступает из предсердий в желудочки в фазу быстрого наполнения, которая со­ответствует первой трети диастолы. В этот момент, сразу же после открытия атриовентрикулярных клапа­нов, на кривой внутрипредсердного давления начина­ется быстрое снижение волны наполнения V и форми­руется отрицательно направленный зубец у-коллапс. На эхокардиограмме видно, что створки атриовентри­кулярных клапанов максимально раскрыты (рис. 1). Далее следует фаза медленного наполнения или диас­таза, в течение которой продолжается наполнение же­лудочков кровью, поступающей из предсердий. Внут- рижелудочковое давление в эту фазу может незначительно расти на 1-3 мм рт. ст. За фазой диа­стаза следует систола предсердий, начинающаяся во второй половине или последней трети зубца Р элект­рокардиограммы. Вначале сокращается правое пред­сердие, а через 0,02 с — левое.

На кривой внутрипред­сердного давления отмечается подъем давления — систолическая волна а, пик которой достигает в правом предсердии 5-6 мм рт. ст., а в левом — 7-9 мм рт. ст. На кривой внутрижелудочкового давления также отме­чается незначительный подъем, предшествующий систолическому сокращению желудочков. С началом систолического сокращения желудоч­ков миокард предсердий расслабляется, атриовен — трикулярные клапаны закрываются, а атриовент — рикулярная перегородка смещается в сторону верхушки. В результате объем предсердий увеличи­вается, и давление в них резко снижается, что прояв­ляется крутым снижением кривой внутрипредсерд­ного давления, так называемый х-коллапс.

В правом предсердии оно падает до 0-1 мм рт. ст., и в левом предсердии — до 1-2 мм рт. ст. А может стать даже отрицательным. Нередко на нисходящем колене кри­вой внутрипредсердного давления возникает кратко­временный положительно направленный зубец с. Его возникновение обусловлено началом сокращения желудочков: либо из-за прогибания атриовентрику — лярной перегородки в сторону предсердий, либо из — за возврата небольшой порции крови, находящейся в клапанах.

и сильном сокращении или учащении ритма, точка Ь может не определяться, и систоличес­кая волна имеет вид заостренного пика или плато. В период систолы предсердий в полости желудочков поступают остальные 20-25% крови, составляющей объем наполнения, в норме равный объему сердечно­го выброса. На электрокардиограмме это соответст­вует интервалу Р-О. Электрическое возбуждение, распространяясь по проводящей системе, вызывает последовательное напряжение внутренних слоев ми­окарда желудочков, папиллярных мышц и затем на­ружных слоев миокарда желудочков. Развитие на­пряжения в папиллярных мышцах и трабекулах желудочков приводит к укорочению длинного диамет­ра полости желудочка, приближая его форму к сфе­рической. Закрытие атриовентрикулярных клапанов формирует первые два компонента I сердечного то­на. Длительность интервала 0-1 тон очень важный параметр, характеризующий процесс электромехани­ческого сопряжения в миокарде. Его удлинение ука­зывает на снижение функциональных возможностей мышцы сердца. После закрытия атриовентрикуляр­ных клапанов наступает фаза изометрического или изоволюметрического сокращения, когда объем по­лости желудочка не меняется, а давление в ней быст­ро нарастает. Как только оно превысит давление в магистральных сосудах, открываются полулунные клапаны, и начинается выброс крови [1-4].

Рис. 1. Динамика сердечного цикла. А — Состояние полостей сердца; Б — электрокардиограмма; В — кривая давления в аорте; Г — кривая давления в левом желудочке; Д — кривая давления в легочной артерии; Е — кривая давления в правом желудочке; Ж — кривая давления в левом предсердии; 3 — кривая давления в правом предсердии. Описание точек на кривых давления — в тексте

При изг­нании крови створки легко и плотно прижимаются к стенкам сосуда, не оказывая сопротивления выбросу крови, поскольку длина свободного края всех трех сворок клапана в норме на треть больше длины ок­ружности соответствующих артериальных отверстий. В период изгнания полость желудочка образует еди­ную камеру с начальным отделом магистрального со­суда, то есть именно с теми отделами, которые факти­чески определяют ее демпферные возможности, и, в свою очередь, зависят от емкостно-эластических свойств сосудистой стенки и периферического со­противления. На кривой правожелудочкового давле­ния в момент открытия полулунных клапанов возни­кает зазубрина Пайпера — точка к. Механизм ее образования не совсем ясен, но наличие или отсутст­вие ее позволяет судить о функциональном состоя­нии клапанов легочной артерии. На кривой левоже — лудочкового давления в этот момент наблюдается только излом кривой, но иногда также наблюдается Пик.

Две трети ударного объема желудочка выбрасы­вается в аорту в начальный период быстрого изгна­ния, равного по продолжительности первой трети всего периода изгнания. Наибольшая скорость пото­ка наблюдается в период восходящего колена кривой аортального давления, причем максимальное значе­ние скорости изгнания крови — пик кривой, возника­ет раньше, чем пик давления — точка т на кривой же­лудочкового давления. Это объясняется тем, что часть крови успевает оттекать на периферию. За этим сле­дует уменьшение скорости изгнания и, соответствен­но, падение давления — фаза редуцированного или медленного изгнания. Замедление кровотока перед снижением давления в желудочке объясняется за­полнением кровью аортальной камеры, что увели­чивает сопротивление выбросу крови. Как только давление в желудочке падает ниже давления в маги­стральных сосудах (точка п), возникает кратковре­менный ток крови в обратном направлении, который приводит к захлопыванию полулунных клапанов, что генерирует второй сердечный тон. Начинается фаза изоволюметрического расслабления миокарда желу­дочков. На электрокардиограмме систоле желудоч­ков соответствует интервал /?-5-Г. Краткий период между зубцом Г и вторым сердечным тоном также ва­жен для оценки функции миокарда, поскольку связан с его метаболизмом.

Во время систолы желудочков в предсердия поступа­ет кровь из полых или легочных вен, и давление в этих полостях сердца вновь повышается — формиру­ется волна наполнения V. Изометрическое расслаб­ление желудочков продолжается до тех пор, пока давление крови в них не станет ниже предсердного. В этот момент атриовентрикулярные клапаны откры­ваются, и кровь из предсердий устремляется в желу­дочки. Начинается новый сердечный цикл. В норме величина волны V в левом предсердии выше волны о. В правом предсердии — наоборот, волна а вы­ше волны V. При тахикардии, вследствие укорочения общей диастолы, систолическая предсердная волна а Может исчезнуть или слиться с волной наполнения V, Которая завершает сердечный цикл предсердий.

Источник: healthnative.ru

1$1$

Все физиологические свойства сердца (возбуждение, автоматия, проведение,

сокращение) участвуют в формировании нагнетательной функции сердца ?

1 — все

2$1$

Назовите функцию клапанов сердца, которые формирует нагнетательную

функцию сердца ?

2 — обеспечение направленного движения крови

1$1$

Продолжительность сердечного цикла при 75 ударах сердца в минуту

1 — 0,8 сек

1$1$

Продолжительность систолы предсердий при пульсе 75 в мин

1 — 0,1 сек

1$1$

Блокаду движения крови в полые вены при систоле правого предсердия

обеспечивает

1 — сокращение миокарда в области устья полых вен

1$1$

Давление крови в предсердиях во время их систолы

1 — 5-12 мм рт. ст.

14$2$

Состояние створчатых и полулунных клапанов во время систолы предсердий

1 — створчатые клапаны открыты

4 — полулунные клапаны закрыты

2$1$

Внутрисердечная гемодинамика во время систолы предсердий

2 — перемещение крови из предсердий в желудочки

3$1$

Продолжительность диастолы прдсердий при пульсе 75 в минуту

3 — 0,7 сек

1$1$

Давление крови в предсердиях во время их диастолы

1 — 0-5 мм рт. ст.

1$1$

Во время диастолы предсердий кровь может переходить из предсердий

в желудочки

1 — да

1$1$

Большая часть обьема желудочков заполнена кровью к моменту систолы

предсердий

1 — да

2$1$

Назовите часть обьема желудочков сердца заполненную кровью к моменту

систолы предсердий

2 — 70 %

14$2$

Назовите какие периоды имеет систола желудочков

1 — период напряжения

4 — период изгнания крови

1$1$

Фаза асинхронного сокращения предшествует фазе изометрического сокращения

миокарда желудочков

1 — да

1$1$

Давление крови в левом желудочке в фазе асинхронного сокращения миокарда

1 — около 5 мм рт. ст.

1$1$

Давление крови в левом желудочке в конце фазы изометрического сокращения

миокарда

1 — около 80 мм рт. ст.

1$1$

Давление крови в правом желудочке в конце фазы изометрического

сокращения миокарда

1 — около 10 мм рт. ст.

2$1$

Обьем полости левого желудочка в периоде напряжения его систолы

2 — 120 мл

2$1$

Обьем полости правого желудочка в периоде напряжения его систолы

2 — 120 мл

2$1$

Длительность систолы желудочков сердца при пульсе 75 в мин

2 — 0,33 сек

1$1$

Давление крови в правом желудочке в фазе асинхронного сокращения миокарда

1 — около 0 мм рт. ст.

24$2$

Состояние створчатых и полулунных клапанов сердца в фазе изометри-

ческого сокращения миокарда желудочков

2 — створчатые клапаны закрыты

4 — полулунные клапаны закрыты

2$1$

Период изгнания крови предшествует периоду напряжения в систоле желудочков

2 — нет

2$1$

Уровень подъема давления крови в левом желудочке сердца в период изгнания

крови

2 — 120 мм рт. ст.

1$1$

Уровень подъема давление крови в правом желудочке сердца в период изгнания

крови

1 — 25 мм рт. ст.

2$1$

Объем крови в левом желудочке сердца в начале периода изгнания крови

2 — 120 мл

1$1$

Объем крови в левом желудочке сердца в конце изгнания крови

1 — 60 мл

1$1$

Остаточный (конечносистолический) объем крови в каждом из желудочков

1 — 60 мл

2$1$

Атриовентрикулярная перегородка во время систолы желудочков движется в

направлении

2 — верхушки сердца

2$1$

Период наполнения желудочков кровью предшествует периоду расслабления

в диастоле желудочков

2 — нет

24$2$

Назовите состояние створчатых и полулунных клапанов сердца в фазе

изометрического расслабления желудочков

2 — створчатые клапаны закрыты

4 — полулунные клапаны закрыты

2$1$

В периоде изометрического расслабления желудочков объем его полостей

изменяется

2 — нет

1$1$

Объем левого желудочка в период расслабления в диастоле

1 — 60 мл

1$1$

Давление крови в желудочках сердца в периоде его расслабления

1 — 0-5 мм рт. ст.

1$1$

Период наполнения желудочков кровью можно разделить на фазы быстрого

и медленного наполнения

1 — да

14$2$

Состояние створчатых и полулунных клапанов сердца в периоде наполнения

желудочков кровью

1 — створчатые клапаны открыты

4 — полулунные клапаны закрыты

1$1$

Атриовентрикулярная перегородка в периоде наполнения желудочков кровью

смещается в сторону

1 — в сторону основания сердца

3$1$

Конечнодиастолический объем полости левого желудочка

3 — 120 мл

1$1$

Конечнодиастолический обьем полостей левого и правого желудочков сердца

одинаков

1 — да

2$1$

Потребление кислорода сердцем при тяжелой физической работе максимально

увеличивается

2 — в 4 раза

1$1$

Общая работа сердца за сердечный цикл равна

1 — 1,1 Дж

2$1$

Работа левого и правого желудочка сердца по перемещению объема крови

против давления одинакова

2 — нет

2$1$

Разная величина работы левого и правого желудочка связана

2 — с разным давлением в аорте и легочной артерии

2$1$

В сердце на механическую работу (КПД сердца) затрачивается

2 — около 30 % энергии

1$1$

Сердечный выброс является количественным показателем нагнетательной

функции сердца

1 — да

1$1$

Систолический выброс зависит от конечнодиастолического объема желудочков

1 — увеличение конечнодиастолического обьема способствует увеличению

систолического выброса

2$1$

Систолический выброс правого и левого желудочков сердца

2 — одинаков

1$1$

Можно определить величину систолического выброса, если из

конечнодиастолического обьема вычесть конечносистолический обьем

1 — да

2$1$

Величина систолического выброса левого желудочка сердца

2 — 70 мл

2$1$

Величина систолического выброса при тяжелой физической работе

2 — около 130 мл

1$1$

Минутный объем левого и правого желудочков сердца

1 — одинаков

2$1$

Величина минутного объема сердца в покое

2 — 4-5 л/мин

3$1$

Максимальная величина минутного объема сердца при тяжелой

физической работе

3 — 25 л/мин

1$1$

Минутный объем сердца у нетренированных людей при физической нагрузке

преимущественно увеличивается за счет

1 — увеличения частоты сердечных сокращений

13$2$

Произведение двух величин показателей деятельности сердца формирует

его минутный объем:

1 — частота сердечных сокращений

3 — систолический выброс

1$1$

1 тон сердца по времени соответствует систоле желудочков

1 — да

1$1$

1 тон сердца соответствует по времени периоду …….систолы желудочков

1 — напряжения

3$1$

Назовите механизм возникновения 1 тона сердца

3 — захлопывание и вибрация створчатых клапанов

1$1$

2 тон сердца соответствует по времени диастоле желудочков

1 — да

2$1$

Во время периода диастолы желудочков 2 тон сердца возникает

2 — да

3$1$

Назовите механизм возникновения 2 тона сердца

3 — захлопывание и вибрация полулунных клапанов

2$1$

3 тон сердца возникает в фазу …….. сердечного цикла

2 — быстрого наполнения

1$1$

3 тон сердца соответствует по времени диастоле желудочков

1 — да

1$1$

Назовите механизм возникновения 3 тона сердца

1 — вибрация стенки желудочков в фазе быстрого наполнения кровью

3$1$

Выберите название 4-го тона сердца

3 — предсердный

1$1$

4 тон сердца соответствует систоле предсердий

1 — да

2$1$

Назовите механизм возникновения 4 тона сердца

2 — сокращение миокарда предсердий во время систолы

24$2$

Методами исследования тонов сердца являются

2 — фонокардиография

4 — аускультация

2$1$

Принцип метода фонокардиографии

2 — электрическая регистрация акустических проявлений деятельности сердца

135$3$

Клинико-физиологические методы, регистрирующие механические проявления

деятельности сердца

1 — баллистокардиография

3 — динамокардиография

5 — электрокимография

1$1$

Принцип метода баллистокардиографии

1 — электрическая регистрация смещения тела при сердечном цикле

2$1$

Принцип метода динамокардиографии

2 — электрическая регистрация смещения центра тяжести тела при

сердечном цикле

1$1$

Принцип метода электрокимографии

1 — электрическая регистрация движения контура сердечной тени на экране

рентгенаппарата

123$3$

Выберите три физиологических свойства сердца более адекватно отражаемые ЭКГ

1 — возбуждение

2 — автоматия

3 — проведение

1$1$

Наружная поверхность клеточной мембраны в невозбужденном кардиомиоците

заряжена

1 — положительно

2$1$

Наружная поверхность клеточной мембраны возбужденного кардиомиоцита в

конце фазы деполяризации потенциала действия заряжена

2 — отрицательно

3$1$

Наружная поверхность клеточной мембраны возбужденного кардиомиоцита

в фазе «плато» потенциала действия заряжена

3 — около нуля

1$1$

Наружная поверхность клеточной мембраны возбужденного кардиомиоцита

в фазе конечной быстрой реполяризации потенциала действия заряжена

1 — положительно

1$1$

Выберите правильное утверждение

|——-|——-|

1 — вектор сердечного диполя направлен от его | — | + |

отрицательного полюса к положительному |———|——-|

1$1$

В процессе возбуждения вектор диполя сердца проецируется на

положительную часть оси отведения (направлен к положительному

электроду) на ЭКГ в данном отведении регистрируется:

1 — положительный зубец

2$1$

В процессе возбуждения вектор диполя сердца проецируется на

отрицательную часть оси отведения (направлен к отрицательному

электроду) на ЭКГ в данном отведении регистрируется:

2 — отрицательный зубец

3$1$

В процессе возбуждения вектор диполя сердца направлен перпендикулярно

оси отведения на ЭКГ в данном отведении регистрируется:

3 — записывается изолиния

2$1$

Зубец Р отражает возбуждение

2 — предсердий

1$1$

Направление вектора диполя сердца во фронтальной плоскости при

возбуждении предсердий

1 — вдоль продольной оси сердца в направлении верхушки

1$1$

Полярность зубца Р в стандартных отведениях

1 — зубец Р положителен

2$1$

Процесс реполяризации предсердий в виде самостоятельного зубца на ЭКГ

2 — не отражается

2$1$

На ЭКГ в виде самостоятельного зубца отражается возбуждение

атриовентрикулярной проводящей системы

2 — не отражается

2$1$

Сегмент Р-Q отражает

2 — время проведения возбуждения по атривентрикулярной системе

1$1$

Выберите что занимает наибольшее время сегмента Р-Q

1 — проведение возбуждения по атриовентрикулярному узлу

2$1$

Выберите какой компонент ЭКГ отражает проведение возбуждения по

предсердиям и атриоветрикулярной проводящей системе

2 — интервал Р-Q

1$1$

Продолжительность комплекса QRS отражает время проведения возбуждения в

рабочем миокарде желудочков сердца

1 — отражает

2$1$

Зубец Q отражает

2 — возбуждение межжелудочковой перегородки и верхушки

2$1$

Полярность зубца Q в стандартных отведениях

2 — зубец Q отрицателен

2$1$

Зубец R отражает

2 — возбуждение стенок желудочков

2$1$

Вектор диполя сердца при возбуждении стенок желудочков направлен

2 — вдоль продольной оси сердца к его верхушке

2$1$

Волна возбуждения в толще стенки миокарда желудочков распространяется

2 — от эндокарда к эпикарду

1$1$

Полярность зубца R

1 — всегда положителен

3$1$

Зубец S отражает

3 — возбуждение основания желудочков

1$1$

Вектор диполя сердца при возбуждении основания желудочков направлен

1 — вдоль и несколько слева от продольной оси сердца по направлению

к его основанию

2$1$

Разность потенциалов на поверхности желудочков в течение сегмента S-T

2 — не имеется

2$1$

Сегмент S-T соответствует преимущественно ……… потенциала

действия миоцитов желудочков

2 — фазе «плато»

1$1$

Зубец Т ……. восстановление положительного заряда на наружной мембране

(процесс реполяризации) кардиомиоцитов желудочков

1 — отражает

1$1$

Волна реполяризации в стенке желудочков распространяется

1 — от эпикарда к эндокарду

1$1$

Вектор сердечного диполя во время зубца Т направлен

1 — вдоль продольной оси сердца по направлению к верхушке

3$1$

Зубец T соответствует преимущественно …… потенциала действия

миоцитов желудочков

3 — фазе конечной быстрой реполяризации

1$1$

Полярность зубца Т в первом и втором стандартном отведении

1 — положителена

4$1$

Период абсолютной рефрактерности желудочков соответствует следующим

компонентам ЭКГ

4 — комплексу QRS + сегменту S-T

3$1$

Период относительной рефрактерности желудочков соответствует

компоненту ЭКГ

3 — зубцу Т

2$1$

Амплитуда зубца Р в мВ

2 — 0,05 — 0,25

1$1$

Амплитуда зубца Q в относительных величинах

1 — не более 1/4 амплитуды зубца R

1$1$

Продолжительность в секундах зубца Q

1 — не превышает 0,03

2$1$

Амплитуда зубца R в стандартных отведениях равна

2 — 0,3 — 2,0 мВ

1$1$

В норме допустимое смещение в мм сегмента S-T выше и ниже изолинии ЭКГ

1 — не превышает 1 мм

1$1$

Амплитуда зубца Т в стандартных отведениях

1 — 0,25 — 0,6 мВ

2$1$

Длительность в секундах зубца Т

2 — 0,05 — 0,25

2$1$

Проведение возбуждения в сердце характеризует

2 — продолжительность зубцов, сегментов и интервалов

1$1$

Время проведения возбуждения по предсердиям характеризует

1 — длительность зубца Р

1$1$

Длительность зубца Р в секундах

1 — 0,06 — 0,10

2$1$

Время проведения возбуждения по атриовентрикулярной проводящей системе

характеризует на ЭКГ

2 — длительность сегмента P-Q

1$1$

Длительность сегмента P-Q в секундах

1 — 0,06 — 0,10

1$1$

Выберите компонент ЭКГ, характеризующий время проведения возбуждения

по рабочему миокарду желудочков

1 — длительность комплекса QRS

1$1$

Длительность комплекса QRS в секундах

1 — 0,06 — 0,10

3$1$

Автоматию миокарда в течение сердечного цикла характеризует

3 — частота и регулярность комплексов

1$1$

Частота сердечных сокращений на ЭКГ соответствует брадикардии

1 — 50 — 60

3$1$

Частота сердечных сокращений на ЭКГ соответствует тахикардии

3 — свыше 80

1$1$

Признак являющийся показателем правильного ритма сердца

1 — разброс интервалов R-R не превышает 10% от средней величины

134$3$

Выберите три признака синусового ритма сердца

1 — зубцы Р в первом и втором стандартных отведениях положительны

3 — зубец Р предшествует каждому комплексу QRS

4 — одинаковая форма зубцов Р в одном и том же отведении

5

Источник: StudFiles.net

Так как движение крови в полостях сердца, как и во всей кровеносной  системе, обусловлено разностью давлений по всему пути движения крови, то необходимо рассмотреть, как меняется давление в предсердиях и желудочках при систоле и диастоле.

Впервые измерения давления в полостях сердца, а также в аорте и легочной артерии в экспериментах на крупных животных (лошадях и собаках) были проведены в 1861 г. Шово и Мареем. Для этой цели они вводили через вскрытую на шее яремную вену тонкую металлическую трубку — зонд, проталкивая ее до полой вены, а затем до правого предсердия, правого желудочка или легочной артерии. Зонд соединяли с прибором для регистрации давления. Если было необходимо определять колебания давления в левой половине сердца, то зонд вводили в левый желудочек, через левую сонную артерию и дугу аорты.

В последние годы измерения внутрисердечпого давления производят и у человека при некоторых заболеваниях сердца, когда эти измерения необходимы для диагностики, т. е. выяснения характера заболевания сердца. Для этой цели в центральный конец вскрытой плечевой вены вводят тонкий эластичный полый зонд — катетер и проталкивают его по направлению к полой вене и далее до правого предсердия, желудочка или легочной артерии (рис. 24). В аорту или левый желудочек зонд вводят через плечевую артерию. Измерение давления в полостях сердца и крупных сосудах производят также путем их пункции, т. е. прокалывают грудную клетку и вводят полую иглу в одно из предсердий или в один из желудочков, в аорту или в легочную артерию. Введенный в полость сердца или в крупный сосуд заполненный противосвертывающим раствором зогд (или иглу) соединяют с чувствительным и безынерционным электрическим манометром и регистрируют таким путем колебания давления. Рис. 24. Путь по которому проходит катетер из локтевой вены в правое сердце и легочную артерию (А), и рентгенограмма грудной клетки человека с введенным в легочную артерию катетером (Б) (по Е. Н. Мешалкину)

Колебания давления в предсердиях относительно невелики. На высоте, систолы предсердий давление в них равно 5-8 мм рт. ст. Во время диастолы предсердий давление в них падает до 0, затем, начиная с середины систолы желудочков, оно медленно нарастает вследствие наполнения полости предсердия кровью, притекающей из вен (рис. 25). Когда систола желудочков закапчивается и атриовентрикулярные клапаны открываются, давление в предсердиях вновь падает, потому что кровь из них свободно переходит в желудочки. За 0.1 секунды до начала систолы желудочков начинается систола предсердий, в результате которой происходит некоторое добавочное исполнение желудочков кровью. Это добавочное наполнение не имеет, однако, важного значения, так как большая часть наполняющей желудочек крови уже поступила в него в первый период диастолы желудочков.

Уровень давления в предсердиях во время их диастолы зависит от фазы дыхания. Во время вдоха давление в предсердиях в начале их диастолы становится отрицательным, т. е. ниже атмосферного. Причина этого понижения давления заключается в том, что на высоте вдоха отрицательное давление в грудной полости возрастает. Вследствие понижения давления в предсердиях на высоте вдоха увеличивается приток к ним крови из вен. Во время выдоха отрицательное давление в грудной полости уменьшается и давление в предсердиях в начале их диастолы становится близким к 0.

Систола желудочков начинается после окончания систолы предсердий. Волна сокращения, постепенно распространяясь по миокарду, не сразу охватывает всю массу мускулатуры желудочков; часть мышечных волокон сокращается, вследствие чего другая их часть, еще не сократившаяся, не изменяется. Поэтому форма желудочков изменяется, однако давление не меняется. Этот период систолы желудочков, когда происходит распространение волны возбуждения и сокращения по миокарду, называют фазой асинхронного сокращения, или периодом изменения формы желудочков. Он продолжается 0,05 секунды. После того как все мышечные волокна желудочков охвачены сокращением, давление крови в полости желудочков начинает увеличиваться, что вызывает закрытие атриовентрикулярных клапанов. Полулунные клапаны в это время также закрыты, потому что давление в желудочках пока еще ниже, чем в аорте и легочной артерии. Поэтому в течение короткого отрезка времени — 0,03 секунды — мускулатура желудочков напрягается, но их объем меняется (так как кровь в желудочках, подобно всякой жидкости, практически несжимаема) до тех пор, пока давление в желудочке не превысит давления в аорте и легочной артерии и пока под влиянием напора крови не откроются полулунные клапаны.  Период сокращения при закрытых клапанах называют фазой изометрического сокращения (изометрическим называют такое сокращение мышцы, при котором мышечные волокна развивают напряжение, но не укорачиваются). Фазы асинхронного и изометрического сокращений вместе называют периодом напряжения желудочков (2 и 3 на рис. 25). Рис. 25. Схематизированные кривые изменения давлении в правых (А) и левых (Б) отделах сердца, тонов сердца (В), объема желудочков (Г) и электрокардиограмма (Д).

Когда в результате изометрического сокращения давление в желудочках становится выше, чем давление в аорте и легочпой артерии, клапаны аорты и легочной артерии открываются, наступает фаза изгнания крови из желудочков и кровь поступает из желудочков в аорту и легочную артерию (4 на рис.25). У человека изгнание крови, иначе говоря, систолический выброс в аорту, т. е. в большой круг кровообращения, начинается, когда давление в левом желудочке достигает 65-75 мм рт. ст., а изгнание крови в легочную артерию, т. е. в малый круг кровообращения, начинается, когда давление крови в правом желудочке достигает 5-12 мм рт. ст. Рис. 26. Нормальные величины давления в правом предсердии, правом желудочке, легочной артерии, левом предсердии, левом желудочке, аорте (по Луизада и Лиу).

В первый момент фазы изгнания давление крови в желудочках нарастает так же круто, как и до открытия полулунных клапанов (фаза быстрого изгнания — 0,10-0,12 секунды). По мере того как количество крови в желудочках убывает и приток крови в аорту и легочную артерию становится меньше, чем отток от них, нарастание давления прекращается и давление к концу систолы начинает падать (фаза замедленного изгнания крови — 0,10-0,15 секунды).

Максимальный уровень давления на высоте систолы в нормальных физиологических условиях достигает в левом желудочке 115-125 мм рт. ст., а в правом желудочке 25-30 мм. Большая высота давления крови, создаваемого левым желудочком, чем правым, обусловлена большей мощностью его мускулатуры. Это связано с тем, что левому желудочку приходится преодолевать большее сопротивление току крови в сосудах большого круга кровообращения. Колебания давления в аорте и легочной артерии в период изгнания крови из желудочков следуют за изменениями давления в соответствующем желудочке: в аорте на высоте систолы давление равно 110-125 мм , а в легочной артерии — 25-30 мм (рис. 26).

Вслед за фазой изгнания наступает диастола желудочков. Они начинают расслабляться, поэтому давление в аорте становится выше, чем в желудочке, и полулунные клапаны захлопываются. Время от начала расслабления желудочков до закрытия полулунных клапанов названо протодиастолическим периодом, который длится 0,04 секунды (5 на рис. 25). Затем в течение некоторого времени (около 0,08 секунды) желудочки продолжают расслабляться при закрытых и атриовентрикулярных и полулунных клапанах, пока давление в желудочках не упадет ниже,  чем в предсердиях, уже наполненных к этому времени кровью. Этот период систолы обозначают как фазу изометрического расслабления, или фазу спадения напряжения (6 на рис. 25). Ее длительность в среднем 0,08 секунды. Вслед за этим створчатые клапаны открываются, и кровь из предсердии начинает наполнить  желудочки.

Поступление крови в желудочки идет вначале быстро, так как давление в них после их расслабления падает до 0 (фаза быстрого наполнения, длящаяся 0,08 секунды, — 7 на рис. 25). По мере наполнения желудочков давление в них немного увеличивается и наполнение замедляется (фаза замедленного наполнения, продолжающаяся 0,16 секунды, — 8 на рис. 25). В конце диастолы желудочков происходит систола предсердий длительностью 0,1 секунды (фаза наполнения желудочков, обусловленная систолой предсердий, или пресистола, — 1 на рис. 25).

Во время диастолы желудочков давление крови в аорте и легочной артерии постепенно снижается по мере оттока из них крови и к концу диастолы оно равно в аорте 65-75 мм, а в легочной артерии — 5— 10 мм рт. ст. Так как это конечно-диастолическое давление выше давления в желудочках, то полулунные клапаны остаются закрытыми до тех пор, пока давление в желудочках при их сокращении не превысит уровень давления в крупных артериальных стволах.

Последовательность отдельных фаз цикла деятельности желудочков может быть представлена следующим образом:

Приведенные показатели продолжительности систолы и диастолы и их фаз представляют собой средние данные, наблюдаемые при частоте сердечных сокращений 75 в минуту. При более частом или более медленном ритме работы сердца длительность фаз изменяется. При учащении ритма значительно укорачивается диастола, главным образом за счет уменьшения длительности фазы медленного наполнения. Относительно меньше укорачивается систола за счет уменьшения времени медленного изгнания крови из желудочков. При замедлении работы сердца происходят противоположные изменения длительности фаз изгнания и наполнения желудочков.

Источник: www.amedgrup.ru

1

• Авторы
• Резюме
• Файлы
• Ключевые слова

Пролапс митрального клапана (ПМК) относится к проявлениям дисплазии соединительной ткани сердца (ДСТС). ДСТС — это группа наследуемых или врожденных нарушений соединительной ткани полигенно-мультифакториальной природы, наиболее распространенным проявлением которого является ПМК. Данная патология привлекает к себе пристальное внимание исследователей по ряду причин. Это связано с большой частотой ПМК в популяции, кроме того велик риск развития таких осложнений, как нарушения ритма и проводимости сердца, тромбоэмболия различных сосудов и внезапная смерть [1, 2]. Своевременная диагностика и оценка клинического значения ПМК является актуальной проблемой для больных кардиологического профиля, особенно среди детей и подростков. В последние годы ПМК интенсивно изучается, благодаря возросшим техническим возможностям и внедрению в клиническую практику методов эхокардиографии. По мнению большинства авторов, основу патогенеза идиопатического ПМК составляют генетически детерминированные нарушения различных компонентов соединительной ткани, что приводит к «слабости» створок митрального клапана и их провисанию в полость левого предсердия. У пациентов с идиопатическим ПМК обнаружены особенности строения соединительной ткани створок митрального клапана: увеличение содержания гиалуроновой кислоты, сульфатированных протеогликанов, коллагена I и III типов.

Важное практическое и теоретическое значение имеет исследование внутрисердечной гемодинамики при различной степени данной патологии. В литературе известны математические модели нормальной гемодинамики митрального клапана, однако, в представленных моделях рассматривается только часть сердечного цикла без учета патологии клапана [3, 4, 5, 6].

Цель исследования — математическое моделирование динамики объема и давления левых камер сердца в норме и при ПМК с митральной регургитацией на основе фазовой структуры сердечного цикла.

Материалы и методы исследования

В исследовании проводилось сопоставление клинико-инструментальных данных, эхокардиографических параметров с результатами математического моделирования. Обследовано 76 детей с ПМК, 45 девочек и 31 мальчик, в возрасте от 9 до 18 лет (средний возраст -12,9 ± 4,1). В зависимости от степени ДСТС дети были разделены на 2 группы: I — 37 детей с ПМК 1-й степени и умеренной митральной регургитацией (MR), фракция регургитирующего объема (RF) < 30 %), II — 39 пациентов с ПМК 2-й степени и выраженной MR (30 % < RF < 47 %). Эхокардиография (ЭхоКГ) выполнялась по общепринятой методике в двухмерном режиме на аппарате «Vivid 7» (GE). Критерием ПМК являлось систолическое смещение одной или обеих створок митрального клапана в полость левого предсердия на 2 мм и более из трансторакального доступа парастернальной позиции по длинной оси [1]. При ЭхоКГ определяли диаметр и объем левого и правого предсердий, конечно-систолический и диастолический размеры полости левого и правого желудочков. Также оценивался тип гемодинамики, ударный объём, фракция выброса, толщина миокарда ЛЖ. По данным цветового допплеровского картирования, определялась степень MR. Расчет фракции регургитирующего объема (RF) проводился с использованием уравнения непрерывности потока. Статистическая обработка полученных результатов проводилась с использованием прикладного пакета статистических программ, рекомендованного ВАК РФ Statistica 7.0 (StatSoft, USA). Различия считались статистически достоверными при р < 0,05.

Результаты исследования и их обсуждение

Система клапанов сердца: аортального, митрального, трикуспидального, легочного обеспечивает однонаправленное движение тока крови в системе кровообращения. Фазовая структура сердечного цикла разделяется на систолу и диастолу. Каждый из этих периодов, в свою очередь, подразделяется на ряд фаз и интервалов, характеризующих различные этапы динамики сердца [7, 8].

Рассмотрим построение модели заполнения желудочков сердца в фазу диастолы и их опорожнение в систолу. На протяжении общей систолы желудочков наблюдается два различных по своей физиологической сущности периода: период напряжения и период изгнания. Во время периода напряжения совершается подготовка сердца к изгнанию крови в магистральные сосуды. Данный период общей систолы физиологически неоднороден. В начале периода напряжения совершается деполяризация волокон сердечной мышцы и начинается охват миокарда желудочков сократительным процессом. Внутрижелудочковое давление при этом не повышается, так как в миокарде наряду с напряженными участками имеются участки, находящиеся в состоянии расслабления. Данный период обозначается как фаза асинхронного сокращения [9, 10].

При последующем напряжении волокон миокарда давление в полостях сердца начинает повышаться, закрываются атриовентрикулярные клапаны, и наступает вторая часть периода напряжения — фаза изоволюметрического сокращения. Во время этой фазы внутрижелудочковое давление повышается до величины давления в аорте (или легочной артерии). Как только давление в желудочке и магистральных сосудах становится одинаковым, открываются полулуния аортального клапана и клапана легочной артерии, начинается второй период систолы — период изгнания.

Таким образом, расход крови в систолу можно представить в виде уравнения:

 (1)

где 

 (2)

следовательно

 (3)

где F_LV — кровоток из левого желудочка, F_Ao — кровоток через выходной тракт в аорту, давление в полости левого желудка, Р_part — давление в области периферических артерий, k — коэффициент расхода крови в систолу, k₁ — коэффициент перепада давления в восходящем отделе аорты в систолу, k₂ — коэффициент перепада давления в периферических артериях в систолу.

Подставив в уравнение средние величины параметров [10], расход крови можно представить как отношение ударного объема (УО) к частоте сердечных сокращений (УО — 60 ml, время систолического изгнания — 0,4 с). Так как систолическое давление в левом желудочке составляет 120 мм рт. ст., а артериальное давление в области периферических артерий 70 мм рт. ст., следовательно, коэффициент расхода крови в системе кровообращения будет равен:

60 ml/0,4 с = k(120 — 70) мм Hg;

150 ml/с = k 50 мм Hg; k = 3.

Общая систола характеризует собой время, в течение которого в миокарде желудочков наблюдается сократительный процесс. Рассмотрим динамику изменения объема полости левого желудочка в систолу и диастолу и их соотношение с кривой изменения артериального давления в левом желудочке.

В период t = 0 объем полости левого желудочка — V_LV будет равен V_LV0

 V_LV = V_LV0. (4)

При этом конечно-диастолический объем полости левого желудочка можно представить в виде уравнения:

 (5)

где V_КДО — конечно-диастолический объем, V_LV0 — начальный диастолический объем,
f₁^(t) — функция роста диастолического объема в период пассивного наполнения, f₂^(t) — функция роста давления в период систолы левого предсердия.

Уравнение динамики изменения конечно-систолического объема полости левого желудочка будет иметь вид:

 (6)

где V_КСО — конечно-систолический объем, V_LVmax — максимальный объем левого желудочка, f₃^(t) — функция изменения объема левого желудочка в систолу.

При ПМК происходит провисание одной или обеих створок клапана в систолу, что нередко приводит к обратному току крови в полость левого предсердия и развитию недостаточности кровообращения. Сопутствующая миксоматозная дегенерация створок митрального клапана, по данным Гнусаева С.Ф. [11], в 100 % случаев сопровождается митральной недостаточностью.

Изменение кровотока при ПМК определяется разностью давлений в полости левого желудочка и левого предсердия. Помимо этого, прирост кровотока в левом предсердии в период изоволюметрического сокращения будет определяться остаточным объемом, давлением в легочных венах и разницей давлений в левом желудочке и левом предсердии.

 (7)

где V_LArem — остаточный объем; P_LV — давление в левом желудочке; P_LA — давление в левом предсердии; k₅ — коэффициент изменения давления в легочных венах; k₆ — коэффициент изменения давления в левом желудочке; k₇ — коэффициент разности давлений между левым желудочком и левым предсердием.

Давление в полости левого желудочка при ПМК будет увеличиваться за счет увеличения времени изгнания крови из полости левого предсердия с дополнительным объемом митральной регургитации, которое можно представить в виде:

 (8)

где P_LV — давление в полости левого желудочка; f(t) — функция роста давления в левом желудочке в зависимости от времени; f^x(t) — функция изменения давления в левом желудочке в систолу; f_prol — функция изменения давления за счет митральной регургитации при ПМК.

ПМК, наряду с ростом внутрисердечного давления, характеризуется особенностями динамики кривой давления в период сердечного цикла.

Изменение объема полости левого желудочка при ПМК можно представить в виде уравнения:

 (9)

где V_КДО — конечно-диастолический объем, V_LV0 — начальный диастолический объем, f₁^(t) — функция роста диастолического объема в период быстрого пассивного наполнения, f₂^(t) — функция роста давления в период систолы левого предсердия, f^(t) — функция изменения объема при ПМК.

Минутный объем сердца можно рассчитать как отношение разности давления в аорте и периферических артериях к общему периферическому сопротивлению.

где Q — минутный объем; ΔР — разность давления в аорте и периферических артериях; R — общее периферическое сопротивление.

Объем левого желудочка в систолу будет равен разности максимального объема и минутного объема:

 V_LV = V_КДО — Qt, (10)

где V_КДО — конечно-диастолический объем левого желудочка; Q — минутный объем; t — время сердечного цикла.

 t = T_s⋅V_Lv = V_LV0, (11)

где T_s — время систолы левого желудочка; V_Lv — объем левого желудочка; V_LV0 — остаточный объем или конечно-систолический объем левого желудочка.

Изменение объема полости левого желудочка при избыточном переполнении полости желудочка при ПМК с митральной регургитацией будет также зависеть от жесткости и упругости миокарда. Жесткость миокарда левого желудочка можно представить в виде отношения:

 (12)

где ΔР — градиент давления в полости левого желудочка; ΔV — прирост объема в полости левого желудочка.

Прирост объема полости левого желудочка при ПМК с митральной регургитацией также взаимосвязан с упругостью миокарда левого желудочка. Упругость миокарда можно рассчитать как отношение:

 (13)

где ΔР — градиент давления в полости левого желудочка, ΔV — прирост объема в полости левого желудочка.

В таблице представлены параметры внутрисердечной гемодинамики по группам у детей с различной степенью ПМК, рассчитанные методами эхокардиографии и математического моделирования. Полученные основные данные гемодинамики оказались сопоставимы, при этом достоверные различия (p < 0,05) обнаружены только во II группе детей с ПМК 2-й степени и выраженной MR и касались показателей КДО, КСО.

Сопоставление эхокардиографических данных и результатов математического моделирования у детей с ПМК

Параметры гемодинамики	ЭхоКГ I группа (n = 37)	Матем. мод. I группа (n = 37)	ЭхоКГ II группа (n = 39)	Матем. мод. II группа (n = 39)
1. Пиковое систолическое давление в ЛЖ, мм рт. ст.	102,4 ± 0,3	98,1 ± 1,5	119,6 ± 0,4	116,3 ± 0,8
2. Среднее давление в ЛП, мм рт. ст.	7,1 ± 1,1	6,6 ± 0,4	8,2 ± 0,7	9,3 ± 0,9
3. Конечно-диастолический объем ЛЖ, мл	78,9 ± 1,9	82,9 ± 1,7	102,3 ± 2,8	119,2 ± 2,3*
4. Конечно-систолический объем ЛЖ, мл	24,3 ± 1,2	21,4 ± 1,0	36,1 ± 1,2	45,7 ± 1,4*
5. Максимальный объем ЛП, мл	41,0 ± 1,5	46,4 ± 1,1	53,4 ± 1,4	61,7 ± 1,5
6. Ударный объем, мл	54,6 ± 1,3	99,5 ± 1,2	66,2 ± 1,3	54,5 ± 1,6
7. Фракция выброса, %	69,2 ± 1,4	72,3 ± 1,7	64,7 ± 1,1	61,1 ± 1,8
8. Минутный объем, л/мин	5,2 ± 0,7	5,9 ± 0,3	6,8 ± 0,4	7,4 ± 0,2

Примечание: * — различия достоверны (p < 0,05) при сравнении параметров гемодинамики рассчитанных методов ЭхоКГ и математического моделирования.

Полученные данные позволили создать предпосылки для формирования базы данных по нарушениям внутрисердечной гемодинамики при различной патологии митрального клапана. Соотношение параметров объем-давление в левом желудочке и левом предсердии в зависимости от времени систоло-диастолического периода явилось клинически значимым в оценке степени расстройств внутрисердечной гемодинамики. На основе полученных результатов определены подходы к кодированию и декодированию данных банка в целях многократного их использования.

Предложенный математический аппарат позволяет получить консолидированную информацию о состоянии пациента, а также осуществить ее кодирование. Использование результатов данной работы возможно не только в области диагностики и оценки эффективности лечения пациентов с ПМК, но и при составлении прогноза заболевания.

Выводы

1. Разработана математическая модель гемодинамики левых камер сердца на основе фазовой структуры сердечного цикла, позволяющая оценить параметры глобальной функции левого желудочка.

2. На основе модельного анализа определены характерные изменения давления и объема левых отделов в норме и при ПМК.

3. Определены закономерности изменения объема и давления полости левого желудочка, инотропной функции и степени митральной регургитации при ПМК.

4. Создана база данных по нарушениям внутрисердечной гемодинамики при различной степени ПМК, определены подходы к кодированию и декодированию данных банка для многократного их использования.

Список литературы

1. Земцовский Э.В. Пролапс митрального клапана. — СПб.: Изд-во «Общество Знание», 2010. — 160 с.
2. Otto C.M., Pearlman A.S. Textbook of Clinical echocardiography. — Philadelphia, Lond., Toronto. — 2007. — P. 1239-1247.
3. Einstein D.R., Kunzelman K.S., Reinhall P.G., Nicosia M.A., Cochran R.P. Nonlinear fluid-coupled computational model of the mitral valve // J. Heart Valve Dis. — 2005. — №14. — С. 376-385.
4. Kunzelman K.S., Einstein D.R., Cochran R.P. Fluid-structure interaction models of the mitral valve: function in normal and pathological states. — Phil. Trans. R. Soc. B (2007) 362. — С. 1393-1406.
5. Szabó G., Soans D., Graf A., Bellera C.J., Waite L., Hagl S. A new computer model of mitral valve hemodynamics during ventricular filling // Eur. J. Cardio-thoracic Surgery. — 2004. — №26. — С. 239-247.
6. McQueen D.M., Peskin C.S., Yellin E.L. Fluid dynamics of the mitral valve: physiological aspects of a mathematical model // Am. J. Physiol. — 1982. — №242. — H1095-H1110.
7. Волькенштейн М.В. Физика мышечного сокращения // Успехи физических наук. — 1970. — Т. 100, № 4. — С. 681-703.
8. Brutsaert D.L., Claes V.A., Sonnenblick E.H. Velocity of shortening of unloaded heart muscle and the length-tension relation. Circ. Res. (1971) 29, с. 63-75.
9. Williams Jr. F.J., Potter R.D., Hern D.L., Mathew B., Deiss Jr. W.P. Hydroxyproline and passive stiffness of pressure-induced hypertrophied kitten myocardium // J. Clin. Invest. — 1982. — №69. — Р. 309-314.
10. Кассирский И.А. Справочник по функциональной диагностике. — М.: Медицина, 1970. — 848 с.
11. Гнусаев С.Ф., Белозеров Ю.М., Виноградов А.Ф. Клиническое значение малых аномалий сердца у детей // Российский вестник перинатологии и педиатрии. — 2006. — №4. — С. 32-33.

Рецензент —

Шейх-Заде Ю.Р., д.м.н., профессор кафедры нормальной физиологии ГОУ ВПО «Кубанский государственный медицинский университет Федерального агентства здравоохранения и социального развития», г. Краснодар.

Работа поступила в редакцию 08.02.2011.

---

Библиографическая ссылка

Домницкий М.В., Чернова Т.А., Клюев А.А. МОДЕЛИРОВАНИЕ ВНУТРИСЕРДЕЧНОЙ ГЕМОДИНАМИКИ ПРИ ПРОЛАПСЕ МИТРАЛЬНОГО КЛАПАНА НА ОСНОВЕ ФАЗОВОЙ СТРУКТУРЫ СЕРДЕЧНОГО ЦИКЛА // Фундаментальные исследования. – 2011. – № 8-1. – С. 120-123;
URL: http://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=26797 (дата обращения: 23.09.2019).

Источник: fundamental-research.ru