Поиск по
Для правильной оценки изменений в сосудах высокого и низкого давления необходимо сопоставить их с фазами работы сердца по шкале времени.
Представления об интегральной механической деятельности сердца при его сокращении нашли отражение в понятии кардиодинамики, которую можно охарактеризовать как механическую работу, осуществляемую сердечным насосом в определённой временной последовательности, с поэтапными или совпадающими во времени обменными, биоэлектрическими, мышечными, клапанными, гемодинамическими изменениями в сердечно-сосудистой системе.
В своё время, при разработке фазового анализа была проделана достаточно серьёзная работа. При этом проводилась верификация фаз сердца по кривой давления в камерах сердца, кривым сфигмограммы, реограммы, апекскардиограммы, эхокардиоскопии, флебограммы и других, ныне экзотических видов исследования, таких как динамокардиография, кинетокардиография, баллистокардиография.
Традиционно, в фазовом анализе применялись электрокардиограмма, фонокардиограмма и по выбору сфигмограмма, реограмма, апекскардиограмма и их первые производные.
На ЭКГ находят точку Q в начале комплекса QRS, как время отсчёта электрической систолы желудочков.
На фонокардиограмме используют тоны сердца. I тон совпадает с моментом закрытия митрального и трёхстворчатого и открытием полулунных клапанов аорты и лёгочной артерии. В образовании II тона принимают участие захлопывание полулунных клапанов аорты и лёгочной артерии и открытие атриовентрикулярных клапанов.
Реограмма используется в определении только фаз сердечной систолы.
Апекскардиограмма и её первая производная (кривая скорости), иногда и вторая производная (кривая ускорения) позволяют находить фазы, как систолы, так и диастолы. Апекскардиограмма регистрирует колебания стенки грудной клетки на верхушке сердца при его сокращениях. Её часто сравнивают с кривой давления в камерах сердца из-за большой общей схожести.
Таблица V-1. Фазовая структура сердечного цикла по Карпману В.Л.
Рисунок V-2. Реографическая кривая
Рисунок V-3. Апекскардиографическая кривая
В конце диастолы в каждом желудочке находится около 110-120 мл крови (конечно-диастолический объём - КДО). Затем во время систолы из желудочков изгоняется примерно 70 мл крови (ударный объём - УО, хотя более корректен термин систолический выброс - СВ). К концу систолы в желудочках продолжает оставаться ещё около 40-50 мл крови (конечно-систолический объём - КСО). Процентное отношение УО к КДО получило название фракции выброса (ФВ). В норме она приблизительно равна 60%.
Объём крови в камерах сердца различен по фазам сердечного цикла, о чём можно проследить в приведенной ниже таблице.
Таблица V-4. Усреднённые величины объёма и давления в камерах левого и правого желудочков по фазам сердечного цикла.
Рисунок V-5. Диаграмма взаимозависимости “давление-объём”в левом желудочке на протяжении сердечного циклаz
Период напряжения (T).
Фаза асинхронного сокращения (АС) протекает при замкнутых створчатых и полулунных клапанах, когда импульсы возбуждения достигают верхнего отдела перегородки и базальных слоёв желудочков. В эту фазу геометрия сердца и давление существенно не меняются. Сокращаются миофибриллы предсердно-желудочковой плоскости и самые высокие базальные отделы желудочков. Это позволяет сделать основание сердца более жёстким, клапанные кольца крепче фиксируются и, возможно, насколько сужаются. Таким образом, создаётся некий временный остов, к которому крепятся все остальные мышечные слои.
Эту фазу обычно определяют по интервалу Q-Ф1 от начала комплекса QRS до высокочастотной осцилляции I тона фонокардиограммы.
Фаза изометрического сокращения (IC) – время, когда при замкнутых створчатых и полулунных клапанах существенно изменяется геометрия сердца и значительно нарастает давление в камере левого желудочка (с 10-12 до 85-90мм.рт.ст.). Это наиболее динамичная фаза сердечного цикла, и объяснение этому следует искать в активной работе достаточно большой массы миокарда.
В эту фазу сокращение циркулярного мышечного слоя базального цикла приводит к плотному круговому охвату желудочков и увеличению внутриполостного давления. Это ведёт к некоторому уменьшению внутреннего сечения желудочков, хотя и незначительному, поскольку камеры сердца заполнены слабо сжимаемой кровью при закрытых клапанах. Возросшее давление оказывает влияние на расслабленную верхушку, несколько увеличивая её в поперечнике и растягивая сердце по длинной оси.
Одновременно сокращаются миофибриллы базального отдела субэпикардиального слоя. Направление этих волокон параллельно продольной оси, поэтому при их сокращении возникает противодействие увеличению сердца по длинной оси. Кроме того, они, как на верёвках, прокручивают верхушку вправо, выпрямляя путь оттока.
Спустя 10-15мс возбуждение достигает продольно расположенных мышечных волокон нисходящего сегмента апикального цикла и верхушечного отдела субэпикардиального слоя, при одновременном сокращении которых происходит скручивание сердца. Это приводит к ещё большему уменьшению сечения сердца в поперечнике и приросту давления.
Продолжительность этой фазы зависит от скорости повышения внутрижелудочкового давления (инотропной функции миокарда) и постнагрузки (сопротивления на выходе), которые формируют градиент давления, необходимый для открытия аортального клапана. Аортальный клапан открывается после того, как давление в левом желудочке (≈85мм.рт.ст.) превысит давление в аорте.
Эту фазу определяют по-разному на различных кривых. На апекскардиограмме она равна интервалу Ф1-Е. На реограмме её рассчитывают по формуле: из интервала Ф1-Д вычитают поправку на время прохождения пульсовой волны от сердца к датчикам. Считается, что моменты Ф2 на фонокардиограмме и инцизура (точка И) на реограмме отражают во времени одно и то же событие, момент закрытия аортального клапана, поэтому временной интервал между ними и есть той поправкой.
С окончанием этой фазы заканчивается период напряжения.
Период изгнания (E) начинается с момента открытия полулунных клапанов. Это происходит после того, как градиент давления между желудочком и аортой (лёгочной артерией) достигнет нужной величины. Период изгнания условно делят на фазы быстрого и медленного изгнания.
Фаза быстрого изгнания (Em). К началу периода изгнания в работу включаются все слои миокарда. К задействованным ранее, добавляются восходящий сегмент апикального цикла и субэндокардиальный слой.
При совместном сокращении нисходящего и восходящего сегментов апикального цикла предсердно–желудочковая перегородка подтягивается к верхушке. В результате укорочения продольной оси камера левого желудочка превращается из овоидной в сферическую.
Поскольку сокращаются все слои мышц, давление продолжает нарастать и к концу фазы в камерах сердца создаётся максимальное систолическое давление около 130 мм.рт.ст. Из общего ударного объёма крови изгоняется порядка 65-70% (45-50мл).
На реограмме фазу быстрого изгнания определяют по интервалу Д-М, на апекскардиограмме – интервалу Е-С.
Фаза медленного изгнания (Er) характеризуется прогрессирующим падением давления в желудочке при продолжающемся выбросе крови в аорту.
К началу этой фазы прекращают сокращаться мышечные слои базального цикла. Доминирует сила, формируемая мышечными сегментами апикального цикла, в результате чего сердце укорачивается по продольную ось и несколько расширяется в поперечнике.
К концу периода изгнания давление в левом желудочке снижается на 30-40 мм.рт.ст. и наступает выравнивание его с давлением в аорте (0 градиент давления), что ведёт к прекращению оттока крови из сердца. Это и есть момент окончания фазы медленного изгнания и всей систолы.
На реограмме фазу медленного изгнания (Er) рассчитывают по интервалу М-К, на апекскардиограмме - интервалу С-D.
Периоды расслабления (R) (более правильно «период растяжения») начинает диастолу сердца.
К началу протодиастолы (Pr) между левым желудочком и аортой наступает гемодинамическое равновесие: сердечный выброс завершён, а аортальный клапан ещё не закрылся. Для его закрытия необходимо снизить давление в камере сердца на 10-15 мм.рт.ст., что и происходит в протодиастолу. К этому моменту прекращает сокращаться нисходящий сегмент, поэтому сокращающийся самостоятельно восходящий сегмент апикального цикла начинает раскручивать сердце, что приведёт к некоторому приросту объёма камеры и снижению давления.
На реограмме время протодиастолы приравнивают интервалу К-И, на апекскардиограмме - интервалу D-Ф2.
Отрезок времени, в течение которого происходит существенное снижение давления в желудочках (с 70-80 до 3-6 мм.рт.ст.) при закрытых клапанах, выделен в фазу изометрического расслабления IR. Хочу сразу же заметить, что данный устоявшийся термин не согласуется с происходящими процессами и его следовало бы переименовать на «фазу изометрического растяжения».
На этом этапе продолжается не только расширение камеры левого желудочка в базальном отделе, но и увеличение по длинной оси. Это активный процесс, связанный с продолжающимся сокращением восходящего сегмента апикального цикла и субэндокардиального слоя. В результате их антагонистических действий продолжается раскручивание сердца. А вот растягивание сердца по длинной оси, с моей точки зрения, следует связать с упруго-эластическими свойствами аорты и лёгочной артерии, которые после некоторого сгибания в систолу, возвращаются к своему исходному положению в диастолу, подтягивая предсердно-желудочковую перегородку.
Фаза изометрического растяжения (расслабления) заканчивается открытием митрального клапана, когда давление в левом желудочке опускается ниже давления в левом предсердии (5-7мм.рт.ст.).
Эту фазу определяют как интервал Ф2-O по апекскардиограмме.
Период наполнения (F) начинается с момента открытия створчатых клапанов. Его условно делят на две фазы: быстрого и медленного кровенаполнения.
Фаза быстрого кровенаполнения (Fr) осуществляется теми же силами, что и изометрического растяжения. Камеры сердца продолжают растягиваться в поперечнике и по длинной оси. Давление также постепенно снижается. В результате, создаётся разрежение и условия для вхождения из предсердия в желудочек по градиенту около 40% общей поступающей крови.
Из-за расслабления мышечных волокон восходящего сегмента и субэпикардиального слоя активное растяжение левого желудочка прекращается на отметке давления 2-3мм.рт.ст. После выравнивания градиента давления между левыми предсердием и желудочком фаза заканчивается.
Продолжительность фазы быстрого кровенаполнения находят по интервалу O-F по апекскардиограмме.
Фаза медленного кровенаполнения (Dy) в своём механизме использует волну давления, пришедшую из правого желудочка (преднагрузку). Кровь, поступающая под напором, растягивает расслабленный миокард, преодолевая некоторое сопротивление. Давление в желудочке прирастает на 3-4 мм.рт.ст. и вливается ещё около 40-50% общего объёма поступающей крови. Эту фазу правильнее назвать «фазой преднагрузки».
Продолжительность фазы медленного кровенаполнения определяют по интервалу F-G по апекскардиограмме.
Заканчивается период наполнения систолой предсердий (Sa) – интервал G-Q. Несмотря на то, что в эту фазу вливается не более 12-14мл крови, следует учитывать, что систола предсердий завершает диастолу сердца. Это значит, что она доводит саркомер до оптимальной длины (2,2 мкм), тем самым наращивает его сократительный потенциал. К концу диастолы давление в камерах возрастает до 10-12 мм.рт.ст. В нормальном сердце наибольшая сила может быть достигнута именно при таком наполняющем давлении (около 12 мм.рт.ст.).
Систола предсердий и вся диастола заканчивается закрытием митрального клапана.
Приведенные выше гемодинамические параметры характеризуют левое сердце и большой круг кровообращения.
В правом сердце действуют те же механизмы в той же последовательности. Однако малый круг имеет меньшее сопротивление, поэтому правому сердцу для продвижения того же объёма крови требуется более низкое давление. Максимальное давление в систолу не превышает 25-30 мм.рт.ст.
Фазы правого и левого сердца несколько разнятся и по продолжительности (см. таблицу и диаграмму ниже).
Таблица V-6. Усреднённые значения продолжительности фаз сердечного цикла в секундах
Рисунок V-7. Сравнительная диаграмма продолжительности фаз сердечного цикла в правом и левом сердце
Конец V раздела.
