应用PW时,正常情况下,为什么E峰会大于A峰?
2020年3月摄于长沙
他像一颗星星
总是那么遥远
照到我身上的光也是冷的
首先声明,本文讲解的是标准体,所以不必纠结有些正常人的E峰可以小于A峰。
其次,在阅读本文之前,最好对弹簧的性能有一个基本的认知:弹簧是可以被压缩,然后还原,又能被拉伸的。
最后,要熟知简化的伯努利方程△P=4V²。
在进入正题之前,先复习一下心动周期。
对应到PW上就如下图所示:
等容舒张期
首先从等容舒张期开始说起,在这个过程中,二尖瓣和主动脉瓣都是关闭的,左房左室之间没有血液流动,所以不产生波形。
不过看似平静的表面之下,左室内其实风起云涌。
在等容舒张期初,左室心肌像一块被压缩的弹簧,此时左室腔内压力是非常高的,然后心肌松弛,就像弹簧那样迅速弹开,于是左室腔变大,压力下降。
快速充盈期
心肌逐渐松弛,左室压力逐渐下降,直到左房的压力比它大,于是二尖瓣在左房左室压差△P(△P=左房压-左室压)的驱动下开放,血液从左房流向左室,进入快速充盈期。
在快速充盈期,随着左室的松弛,左室压下降,压差△P(△P=左房压-左室压)逐渐增大,根据简化的伯努利方程△P=4V²,二尖瓣口的血流速度V也随着上升,于是形成了E峰的上升支。
在这个过程中,二尖瓣瓣叶开放到最大。
但是心肌不能无限松弛,总有到头的时候,而且由于大量血液从左房流向左室,于是左室压升高,左房压下降,△P↓=左房压↓-左室压↑。
又根据伯努利方程△P=4V²,二尖瓣口的血流速度V也随着减低,于是形成了E峰的下降支。
而且下降支比上升支的坡度要和缓一些,专业一点的术语就是E峰的减速时间略长于加速时间(可以对“减速时间”这个概念留个心,对以后分析舒张功能有帮助)。
在这个过程中,二尖瓣被两侧的压力差驱动着由开放状态走向半关闭。
注意:
左室心肌像一根弹簧那样从被压缩到弹开的过程称为松弛期,包括上述等容舒张期和快速充盈期。
心肌松弛的难易程度称为左室的松弛性,可反映左室舒张功能(早期)。
缓慢充盈期
在E峰的快速充盈期之后,由于左室压逐渐升高,左房压逐渐下降,左房左室之间的压差就会达到一个接近平衡的状态。
但此时二尖瓣并没有完全关闭,左房仍有少量血液以极缓慢的速度流向左室,这一时期称为缓慢充盈期。
在频谱上表现为E峰之后的一段流速极低几乎是空白的时期。
心房收缩期
在缓慢充盈期之后,来到心房收缩期。
由于心房收缩,左房的压力上升,打破了缓慢充盈期的平衡状态,于是左房左室之间的压差△P又随之增大,根据伯努利方程△P↑=4V²↑,A峰的上升支形成。
同样,左房的压力不能无限升高,再加上左房血液流向左室,左房压力下降,左室压力上升,△P↓=左房压↓-左室压↑,根据伯努利方程△P↓=4V²↓,于是A峰的下降支形成。
直到左房压与左室压相等,△P等于零,此时二尖瓣关闭(注意相对于E峰,A峰持续的时间明显短一些,下降支也要陡峭一些)。
注意:
在这个过程中,心肌不能像之前那样主动松弛(像一根被挤压的弹簧恢复自然状态),而是随着左室压力的进一步升高而被拉长(就像一根自然状态的弹簧又被拉长)。
心肌被拉长的这个过程称为左室的顺应期,对应缓慢充盈期和心房收缩期。
心肌能被拉长的难易程度称之为左室的顺应性(也有的书上称为僵硬度),可反映左室舒张功能(舒张中晚期)。
也就是说左室的舒张功能包括了舒张早期的主动松弛性和中晚期的被动顺应性,这两个阶段中的任何一个发生障碍都可导致左室舒张功能的下降。
等容收缩期
心房收缩期之后,进入等容收缩期。
等容收缩期跟等容舒张期类似,也是为射血期做准备,在这个过程中,二尖瓣和主动脉瓣都是关闭的,左房左室之间没有血液流动,所以不产生波形。
在等容收缩期,左室心肌会像弹簧一样从之前被拉长的状态迅速回弹压缩,于是左室压力快速升高。
射血期
等容收缩期后,左室的压力就会大于主动脉的压力,于是主动脉瓣在左室和主动脉压差的驱动下开放,血液从左室流向主动脉,进入射血期。
上述原理同样也可以解释射血期波峰的形成,此处不再赘述。
一个心动周期至此结束。
看到这里是不是觉得枯燥又乏味呢?
那就用一个不太恰当的比喻模拟一下上述过程吧:
小兔子a参加运动会跑400米接力赛,枪响之前蓄势待发(等容舒张期)。
枪响之后越跑越快(E峰的上升支),但随着体力下降和风的阻力加大,它奔跑的速度下降(E峰的下降支)。
甚至跑不动只能走了(缓慢充盈期)。
接下来小兔子a的体力恢复,又开始发力奔跑(A峰的上升支),又随着体力下降和风的阻力加大,它奔跑的速度再次下降(A峰的下降支),这一段模拟的是心房收缩期(A峰)。
小兔子a再次发力奔跑算是强弩之末,持续的时间和速度肯定是比不上刚开始跑的(快速射血期、E峰),到此小兔子a的任务完成。
下一只小兔子b继续跑(收缩期),小兔子b也会经历一个蓄势待发的等容收缩期和射血期。
完毕!
由于各种因素的影响,上述几个细分时期的时间长短总是在变化中,但受影响的主要还是舒张期,尤其是缓慢充盈期。
所以我们经常看到心率增快的时候,舒张期时限缩短较收缩期明显,尤其缓慢充盈期明显缩短甚至消失。
而心动过缓的时候,舒张期明显延长,缓慢充盈期犹著。
为什么左室舒张功能正常的情况下,大多数人的E峰速度是大于A峰的?(当然,就如本文开篇所述,并不是说E峰小于A峰,舒张功能就一定是异常的)
那是因为快速充盈期左房左室之间的压差△P大于心房收缩期,简单的说是左室心肌主动松弛导致的房室压差效果,大于心房收缩产生的效果。
打一个不恰当的比喻,一个小朋友,他主动学习和妈妈逼着他学习,肯定是自己主动学习效果要更好。
1、要学会分析心脏功能,最好熟知心动周期并且能和频谱对应起来。
see you!
最后的最后,请大家听一场小钻风的个人演唱会吧。