心輸出量測定

1、心輸出量測定1簡介心輸出量cardiac output是指每分鐘左心室或右心室射入主動(dòng)脈或肺動(dòng)脈的血量 。左、右心室的輸出量基本相等。心室每次搏動(dòng)輸出的血量稱為每搏輸出量，人體靜息時(shí)約為70毫升(6080毫升)，如果心率每分鐘平均為75次 ，則每分鐘輸出的血量約為5000毫升(45006000毫升），即每分心輸出量 。通常所稱心輸出量，一般都是指每分心輸出量。2作用心輸出量是評價(jià)循環(huán)系統(tǒng)效率高低的重要指標(biāo)。為了便于在不 同個(gè)體之間進(jìn)行比較，一般多采用空腹和靜息時(shí)每一平方米體表面積的每分心輸出量即心指數(shù)為指標(biāo)：一般成年人的體表面積約為1.61.7平方米。靜息時(shí)每分心輸出量為56升，故其心指數(shù)約為

2、3.03.5升/分/平方米。 在不同生理?xiàng)l件下，單位體表面積的代謝率不同，故其心指數(shù)也不同 。新生嬰兒的靜息心指數(shù)較低 ，約為2.5升/分/平方米。在10歲左右時(shí)，靜息心指數(shù)最高，可達(dá)4升/分/平方米以上，以后隨年齡增長而逐漸下降。3調(diào)節(jié)心輸出量的基本因素調(diào)節(jié)心輸出量的基本因素一是心臟本身的射血能力，外周循環(huán)因素為靜脈回流量。 此外，心輸出量還受體液和神經(jīng)因素的調(diào)節(jié)。心交感神經(jīng)興奮時(shí)，其末梢釋放去甲腎上腺素，后者和心肌細(xì)胞膜上的腎上腺素能受體結(jié)合，可使心率加快、房室傳導(dǎo)加快、心臟收縮力加強(qiáng)，從而使心輸出量增加；心迷走神經(jīng)興奮時(shí)，其末梢釋放乙酰膽堿，與心肌細(xì)胞膜上的M膽堿能受體結(jié)合，可導(dǎo)致心率減

3、慢、房室傳導(dǎo)減慢、心肌收縮力減弱，以致心輸出量減少。 體液因素主要是某些激素和若干血管活性物質(zhì)通過血液循環(huán)影響心血管活動(dòng)，從而導(dǎo)致心輸出量變化。血管緊張素可使靜脈收縮，靜脈回流增多，從而增加心輸出量。此外，甲狀腺素（T4和T4）可使心率加快、心縮力增強(qiáng)，輸出量增加。在缺血缺氧、酸中毒和心力衰竭等情況時(shí)，心肌收縮力減弱，作功能力降低，因此心輸出量減少。另外，某些強(qiáng)心藥物如洋地黃，可使衰竭心臟的收縮力增強(qiáng)，心輸出量得以增加。 心輸出量在很大程度上是和全身組織細(xì)胞的新陳代謝率相適應(yīng)。機(jī)體在靜息時(shí)，代謝率低,心輸出量少；在勞動(dòng)、運(yùn)動(dòng)時(shí),代謝率高，心輸出量亦相應(yīng)增加，以滿足全身新陳代謝增強(qiáng)的需要。人體靜

4、息時(shí)輸出量與體表面積具有正相關(guān)關(guān)系。為了便于在不同個(gè)體之間進(jìn)行比較，一般多采用空腹和 靜息時(shí)每一平方米體表面積的每分心輸出量即“心指數(shù)”為指標(biāo)。 一般成年人的體表面積約為1.61.7平方米。靜息時(shí)每分心輸出量為56升，故其心指數(shù)約為3.03.5升/分/平方米。 在不同生理?xiàng)l件下,單位體表面積的代謝率不同,故其心指數(shù)也不同。新生嬰兒的靜息心指數(shù)較低,約為2.5升/分/平方米。在10歲左右時(shí)，靜息心指數(shù)最高，可達(dá)4升/分/平方米以上,以后隨年齡增長而逐漸下降。到80歲時(shí)其靜息心指數(shù)接近于2升/分/平方米。 從性別來看，由于女性的基礎(chǔ)代謝率一般較同年齡的男性為低，所以女性的心指數(shù)一般較男性低710%

5、。 運(yùn)動(dòng)可增加心輸出量，良好訓(xùn)練的運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)時(shí)心輸出量可較靜息時(shí)增加6倍，即可達(dá)30升/分以上。睡眠時(shí)心輸出量較清醒時(shí)約降低25%。婦女經(jīng)期中心輸出量稍降低，經(jīng)期前后略升高，排卵時(shí)又稍降低。懷孕時(shí)心輸出量約增加8%,與此時(shí)代謝率的增加相一致。熱水浴時(shí)心輸出量也可增加50100%。4測定原理和方法常用測量方法：1、指示劑稀釋法：它的測定是通過某一方式將一定量的指示劑注射到血液中，經(jīng)過在血液中的擴(kuò)散，測定指示劑的變化來計(jì)算心輸出量的。 Fick法 · 染料稀釋法 · 熱稀釋法： 2、阻抗法 3、成像法：超聲、磁共振測定單位時(shí)間內(nèi)經(jīng)過肺循環(huán)的血流量(即費(fèi)克氏法) 弗克氏

6、法的原理是：當(dāng)某種指示物在某一定部位（例如，肺部）進(jìn)入血循環(huán)時(shí),其進(jìn)入速率等于該物質(zhì)在進(jìn)入兩側(cè)(例如,肺動(dòng)脈和肺靜脈內(nèi)) 的濃度差(C2SC1S)乘以 流量(F)。一定時(shí)間內(nèi)的流量 (F)等于同時(shí)間內(nèi)該物質(zhì)的進(jìn)入量除以進(jìn)入點(diǎn)兩側(cè)該物質(zhì)的濃度差。應(yīng)用費(fèi)克氏原理以測定心輸出量時(shí)，曾發(fā)現(xiàn)經(jīng)過肺進(jìn)入血循環(huán)的氧幾乎是理想的指示物質(zhì)，因?yàn)榉尾繑z氧速率以及肺部兩側(cè)血氧濃度都容易測定。 例如測得被試者每分鐘吸入氧量為250毫升,如果該時(shí)間內(nèi)其每毫升動(dòng)脈血含氧量為0.20毫升，每毫升靜脈血含氧量為0.15毫升，則每分鐘流過肺循環(huán)的血量即每分心輸出量為5000毫升。此法雖為心輸出量測定的標(biāo)準(zhǔn)方法，但采取混合靜脈血

7、時(shí)需用心導(dǎo)管插入右心室或肺動(dòng)脈，操作不便而且對于技術(shù)不熟練者帶有一定危險(xiǎn)性，從而限制其廣泛采用。指示劑稀釋法此法系選用一定量（假定為m毫克）無害，不易透出毛細(xì)血管并易于定量的物質(zhì)，例如，某些染料或放射性同位素等，將其迅速注入大動(dòng)脈中，經(jīng)不同時(shí)間后從外周動(dòng)脈采取血液樣品，以測定該物質(zhì)在動(dòng)脈血中濃度的變化。當(dāng)注入染料經(jīng)一定時(shí)間后，動(dòng)脈血內(nèi)由于染料的再循環(huán)，動(dòng)脈血內(nèi)染料濃度回升，然后逐漸降下而達(dá)零點(diǎn)?？捎们€下降坡度外推法或用半對數(shù)坐標(biāo)繪圖法而得到零點(diǎn)濃度的時(shí)間。 此法較易操作，無需插心導(dǎo)管，也無需測定氧耗量。故在人體上用指示劑稀釋法測定心輸出量，逐漸代替了費(fèi)克氏法，特別對嬰兒、心臟病患者更為廣泛應(yīng)

8、用。5心臟射血能力對心輸出量的影響一般健康成年人靜息時(shí)每分心輸出量約56升，事實(shí)上機(jī)體靜息時(shí) 心臟的最大輸出量（容許輸出量）可高達(dá)1315升/分,只要外周循環(huán)回心血量增加，心輸出量即相應(yīng)地增加，即使排除了神經(jīng)的增強(qiáng)作用，心輸出量仍可達(dá)到容許輸出水平。這說明健康心臟的射血能力遠(yuǎn)超過其靜息時(shí)實(shí)際射血水平，有很大貯備力量?？捎谩靶呐K功能曲線”或稱“心輸出量曲線”來說明這個(gè)基本現(xiàn)象:圖1中曲線表明，心輸出量取決于右心房壓力，在一定范圍內(nèi),隨著右心房壓力的增大,可見心輸出量增加。其原因是由于右心房壓力愈大，則進(jìn)入右心室的血量愈多，因而使心舒末期心室容積愈大，即心肌纖維的“初長”較長，從而使心室射血力量增

9、強(qiáng)，輸出量增加。當(dāng)心臟射血能力已達(dá)容許水平時(shí)，右心房壓力再增加，心輸出量不再增加,此時(shí)曲線呈平臺(tái)狀?！罢Ｐ呐K”曲線所示,當(dāng)右心房壓力超過大氣壓(定為零點(diǎn))約4毫米汞柱時(shí),心輸出量可達(dá)13升/分， 即達(dá)容許輸出水平；當(dāng)心房壓力為零時(shí)，心輸出量約為5升/分，此為正常機(jī)體靜息代謝所需的心輸出量實(shí)際水平?？梢婌o息機(jī)體正常心臟的射血量遠(yuǎn)低于其容許輸出水平。 此時(shí)，如果要提高心輸出量，其限制因素顯然不在心臟本身，而在于增加右心房壓力即增加靜脈回流量。從“輕度抑制心臟”曲線可見，當(dāng)右心房壓力約 4毫米汞柱時(shí)，此時(shí)心輸出量每分鐘可達(dá)9升,仍然超過靜息機(jī)體組織代謝所需的心輸出量水平,例如,在輕度到中等度心肌梗

10、塞時(shí)心臟的功能情況。從“嚴(yán)重衰竭心臟”曲線可見，即使在其最高心輸出水平，仍然不能滿足靜息機(jī)體組織所需的心輸出量。換言之，心臟已衰竭到不能射出機(jī)體代謝所需的心輸出水平，此時(shí)心輸出量的容許水平已下降到低于實(shí)際所需的輸出水平當(dāng)在同一右心房壓力時(shí)，心臟功能愈健全，心肌收縮力愈強(qiáng)，則輸出量愈多。心輸出量的容許水平不是固定不變的數(shù)值，它經(jīng)常受到各種生理和病理因素的影響而變化。例如,心交感神經(jīng)興奮可使人體心輸出量的容許水平,從正常靜息時(shí)的1315升/分提高到25升/分左右。這是由于心交感神經(jīng)興奮增加了心縮頻率和心縮強(qiáng)度的結(jié)果。強(qiáng)烈運(yùn)動(dòng)時(shí)心輸出量可高達(dá)2535升/分,甚至更高。此外，長期的運(yùn)動(dòng)鍛煉，高血壓代償

11、性心室肥大都可增強(qiáng)心臟射血能力，從而提高心輸出量的容許水平。凡能在相同右心房壓力下射出血量較正常為多的心臟，叫做“高效心臟”。反之，在同一右心房壓力下，心臟的輸出量較正常心臟的輸出量為低的叫做“低效心臟”。6靜脈回流量對心輸出量的影響靜脈回流量愈多,則舒張末期心室容積愈大，即心室肌纖維“初長”增加而使心肌收縮力增強(qiáng)，使每搏輸出量相應(yīng)增加，此現(xiàn)象叫做福蘭克斯塔林二氏定律，也叫做“異長自身調(diào)節(jié)”。在體循環(huán)中，血液之所以能從動(dòng)脈經(jīng)毛細(xì)血管、靜脈而回流到右心房，是由于體循環(huán)和右心房之間存在有壓力差，右心房壓力低于體循環(huán)血管中的壓力。當(dāng)體循環(huán)中壓力不變時(shí)，如果右心房壓力愈高則壓力差愈小，此時(shí)靜脈回流愈少

12、；相反，如果右心房壓力愈低，則壓力差愈大，在一定范圍內(nèi)靜脈回流愈多。右心房壓力 和靜脈回流量的關(guān)系可用“體循環(huán)功能曲線”或稱“靜脈回流曲線”表示之（圖2）。從圖中“正?！鼻€可見,當(dāng)右心房壓力約為7毫米汞柱時(shí)，靜脈回流等于零，即血流停止。整個(gè)體循環(huán)系統(tǒng)與右心房之間的壓力差消失，此時(shí)血管內(nèi)的壓力稱“體循環(huán)平均壓”，它代表體循環(huán)血管中單純由于血液充盈所產(chǎn)生的壓力，正常時(shí)約為7毫米汞柱。從圖2曲線還可見，當(dāng)右心房壓力降低到零時(shí)起，出現(xiàn)靜脈回流量的平臺(tái)期，即此后右心房壓力再降低，靜脈回流量不再增加，其原因是由于此時(shí)右心房壓力低于大氣壓。腔靜脈因負(fù)壓而管壁陷縮,血液回流阻力增大,故靜脈回流量不再增加。圖

13、2中曲線a代表輸液后靜脈回流量增加，此時(shí)體循環(huán)平均壓約為11毫米汞柱,高于正常時(shí)的平均壓,表明在相同右心房壓力下，靜脈回流量比正常時(shí)為多。相反，曲線c代表失血后體循環(huán)平均壓降低（圖中約為3.5毫米汞柱），在相同右心房壓力下靜脈回流量比正常時(shí)少。體循環(huán)平均壓取決于循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)的血量與血管容量之間的關(guān)系。如果血量不變而血管容量減小(血管收縮)，可使體循環(huán)平均壓升高，靜脈回流增加；相反，如果血管容量擴(kuò)大（血管舒張）則體循環(huán)平均壓降低，靜脈回流量減少。7靜脈回流量與心輸出量的動(dòng)態(tài)平衡靜脈回流量與心輸出量在正常機(jī)體基本上處于平衡狀態(tài)，但兩者經(jīng)常在變動(dòng)之中，有時(shí)心輸出量大于靜脈回流量，有時(shí)則靜脈回流量大于心

14、輸出量。當(dāng)發(fā)生此種不平衡狀態(tài)時(shí)，心臟將發(fā)揮其調(diào)整作用，經(jīng)過若干次心搏以后又達(dá)到新的平衡。平衡點(diǎn)不是固定不變的，而是隨著 機(jī)體各種功能狀態(tài)而變化。例如，當(dāng)交感神經(jīng)興奮時(shí)，心肌收縮力增強(qiáng)，在相同的右心房壓力下心輸出量增加；交感神經(jīng)興奮還使血管收縮，使體循環(huán)平均壓升高，在相同右心房壓力下靜脈回流量增加。故交感神經(jīng)興奮時(shí)，心輸出量和靜脈回流量均增加，但右心房壓力變化不大，此時(shí)心血管系統(tǒng)功能提高；當(dāng)交感緊張性活動(dòng)降低時(shí)，則與上述情況相反。 以上分析,說明如果心肌收縮性良好，收縮有力,則每搏輸出量增加,心房內(nèi)壓力降低,靜脈回流加速；相反，如果心肌不健全，收縮力減弱，則每搏輸出量減少，心房內(nèi)壓力升高，靜脈回

15、流減慢。所謂心肌收縮性或心肌收縮力,是由心肌細(xì)胞興奮-收縮耦聯(lián)各個(gè)環(huán)節(jié)以及收縮過程中能量釋放和能量轉(zhuǎn)換的強(qiáng)度與速度所決定的，而與心肌纖維的“初長”、心肌橫橋聯(lián)結(jié)的數(shù)目即肌絲重疊的程度無關(guān)。當(dāng)心肌收縮性良好時(shí)，它激活所產(chǎn)生的收縮反應(yīng)加強(qiáng)，速度加快，因而輸出量增加；反之，則輸出量減少。這種心肌收縮性與心輸出量之間的正變關(guān)系而不依賴于心肌“初長”所進(jìn)行的調(diào)節(jié)作用，稱為等長自身調(diào)節(jié)。8左心房壓力和動(dòng)脈壓對左心室輸出量的影響左心房壓力和動(dòng)脈壓可分別代表前負(fù)荷和后負(fù)荷對左心室輸出量的影響。一般來說，左心房壓力(前負(fù)荷)愈高，則左心室輸出量愈多；相反，動(dòng)脈壓（后負(fù)荷）愈高，則左心 室輸出量愈少。當(dāng)左心房平均

16、壓較低時(shí)，平均動(dòng)脈壓的變化對左心室輸出量的影響不大；當(dāng)左心房平均壓較高時(shí)，則平均動(dòng)脈壓的變化對左心室輸出量的影響較大。即當(dāng)平均動(dòng)脈壓低時(shí)，左心室輸出量大；動(dòng)脈壓高時(shí)，左心室輸出量小。當(dāng)平均動(dòng)脈壓較高時(shí)，左心房平均壓的變化對左心室輸出量的影響不大；當(dāng)平均動(dòng)脈壓較低時(shí)，左心房平均壓的變化對左心室輸出量的影響較大。總之，左心房平均壓越高，平均動(dòng)脈壓越低，則左心室輸出量越多；相反，左心房平均壓越低，平均動(dòng)脈壓越高，則左心室輸出量越少，當(dāng)平均動(dòng)脈壓極度高時(shí)，左心室輸出量等于零，即左心收縮力不能克服后負(fù)荷的表現(xiàn)，是嚴(yán)重心力衰竭的癥狀。 心輸出量取決于每搏輸出量和心率，除心臟本身功能狀態(tài)可影響心輸出量外（即

17、前述異長自身調(diào)節(jié)和等長自身調(diào)節(jié)），它還受體液和神經(jīng)因素的調(diào)節(jié)。心交感神經(jīng)興奮時(shí)，其末梢釋放去甲腎上腺素，后者和心肌細(xì)胞膜上的腎上腺素能受體結(jié)合，可使心率加快、房室傳導(dǎo)加快、心臟收縮力加強(qiáng)，從而使心輸出量增加；心迷走神經(jīng)興奮時(shí)，其末梢釋放乙酰膽堿,與心肌細(xì)胞膜上的M膽堿能受體結(jié)合，可導(dǎo)致心率減慢、房室傳導(dǎo)減慢、心肌收縮力減弱，以致心輸出量減少。9體液因素影響心血管活動(dòng)體液因素主要是某些激素和若干血管活性物質(zhì)通過血液循環(huán)影響心血管活動(dòng)，從而導(dǎo)致心輸出量變化。血管緊張素可使靜脈收縮，便靜脈回流增多，從而增加心輸出量。此外，甲狀腺素(T4和T3)可使心率加快、心縮力增強(qiáng)，輸出量增加。在缺血缺氧、酸中毒

18、和心力衰竭等情況時(shí)，心肌收縮力減弱，作功能力降低，因此心輸出量減少。另外，某些強(qiáng)心藥物；如洋地黃，可使衰竭心臟的收縮力增強(qiáng)，心輸出量得以增加。10影響心輸出量的因素影響因素;心輸出量取決于搏出量和心率。搏出量的調(diào)節(jié)a. 異長自身調(diào)節(jié)：是指 心肌細(xì)胞本身初長度的變化而引起 心肌收縮強(qiáng)度的變化。在心室和其他條件不變的情況下，凡是影響心室充盈量的因素，都能引起心肌細(xì)胞本身初長度的變化，從而通過異長自身調(diào)節(jié)使搏出量發(fā)生變化。心室充盈量是 靜脈回心血量和心室射血后余血量的總和，因此凡是影響兩者的因素都能影響心室充盈量。異長自身調(diào)節(jié)也稱starling機(jī)制，其主要作用是對搏出量進(jìn)行精細(xì)調(diào)節(jié)。 b. 等長自身調(diào)節(jié)：是指 心肌收縮能力的改變而影響心肌收縮的強(qiáng)度和速度，使心臟搏出量和搏功發(fā)生改變而言。橫橋 連接數(shù)和 肌凝蛋白的 ATP酶活性是控制收縮能力的主要因素。 c.后負(fù)荷對搏出量的影響：心室肌后負(fù)荷是指 動(dòng)脈血壓而言。在心率，心肌初長度和收縮力不變的情況下，如動(dòng)脈血壓增高，則等容收縮相延長而 射血相縮短，同時(shí)心室肌縮短的程度和速度均減少