Физиология кровообращения. Методы исследования сердечной деятельности. Сердечный цикл

1. ФГБОУ ВО РязГМУ Минздрава России Кафедра нормальной физиологии с курсом психофизиологии

Физиология кровообращения
Методы исследования сердечной
деятельности
Сердечный цикл
Авторы составители : д.м.н., профессор Лапкин М.М.
к.м.н., доцент Трутнева Е.А.

2. ПЛАН ЛЕКЦИИ

1. Классификация явлений, сопровождающих деятельность
сердца: механические, звуковые, электрические.
2. Методы исследования механических явлений,
сопровождающих деятельность сердца.
3. Методы исследования звуковых явлений, сопровождающих
деятельность сердца.
4. Методы исследования электрических явлений,
сопровождающих деятельность сердца.
5. Понятие о сердечном цикле, структура сердечного цикла.

3. Классификация явлений, сопровождающих деятельность сердца

Все явления, сопровождающие деятельность сердца, можно
разделить на три группы: механические, звуковые и электрические.
Классификация механических явлений, связанных с деятельностью
сердца и методы их исследования. К механическим явлениям,
сопровождающих деятельность сердца относят верхушечный толчок,
изменение положения сердца в грудной полости, изменение центра
тяжести в разные периоды сердечного цикла, появление момента
движения тела человека в связи возникновением реактивных сил во
время выброса крови сердцем в сосудистую системы, пульсация
артерий и вен.

4. Методы исследования механических явлений, сопровождающих деятельность сердца

Для оценки верхушечного толчка, который связан с воздействием верхушки
сердца на мягкие ткани грудной клетки используются осмотр, пальпация и аппаратный
метод апекс-кардиография. В последнее время в связи с внедрением в практику
функциональной диагностики ультразвуковых методов исследования сердца
(эхокардиографии), позволяющих оценить сократительную функцию миокарда апекскардиография и ряд других методов (динамокрдиография, применяющася для оценки
изменения центра тяжести тела, балистокардиография и сейсмокардиография,
применяющиеся для оценки возникновения момента движения тела в связи с
деятельностью сердца) практически не применяются. Выявление верхушечного толчка
производится врачом визуально и пальпаторно для проведения аускультации сердца.
Как правило верхушечный толчок проявляет себя в пятом межреберье, на 1–1,5 см.,
левее срединоключичной линии.

5. Пальпация верхушечного толчка сердца

При сокращении желудочков
сердце по форме приближается к
шару, при этом продольный
диаметр уменьшается, а
поперечный возрастает.
Уплотненные желудочки касаются
внутренней поверхности грудной
стенки: верхушка сердца,
опущенная к диафрагме во время
диастолы, приподнимается в
момент систолы и прижимается к
передней грудной стенке,
вызывая ее колебания –
верхушечный или сердечный
толчок.

6. АРТЕРИАЛЬНЫЙ ПУЛЬС

Артериальный пульс
— это ритмические
колебания стенки артерии, связанные с повышением
давления во время систолы. Деятельность сердца
создает два вида движения в артериальной системе:
• пульсовую волну и
• пульсирующее течение крови, или линейную скорость
кровотока (в артериях она не более 50 см/с).

7. Пульсация артерий, как одно из проявлений механических явлений, связанных с деятельностью сердца

Для оценки артериального пульса используют пальпацию и
инструментальный метод — сфигмографию. Прощупыванием
(пальпаторно) можно оценить колебания артериальной стенки во
многих областях: область височной артерии, сонный треугольник (общая
сонная артерия), область плеча (плечевая артерия), область запястья
(лучевая артерия), брюшной отдел аорты, подвздошная область
(подвздошная артерия), бедро (бедренная артерия), область стопы
(тыльная артерия стопы) и некоторые другие.

8.

9.

10.

Пульсовая волна возникает в аорте во время фазы
изгнания крови и распространяется со скоростью 4—6
м/с. Периферических артерий мышечного типа
(например, лучевой) она достигает со скоростью 8—12
м/с. С возрастом эластичность артерий снижается и
скорость распространения пульсовой волны (СРПВ)
возрастает. Она может увеличиваться при повышении
АД в связи с увеличением напряжения сосудистой
стенки. СРПВ претерпевает значительные изменения под
действием лекарственных препаратов.

11. ПУЛЬСОВАЯ ВОЛНА

Пульсовые колебания кровотока, давления и
объёма распространяются в упругой жидкой
среде (в потоке крови) в виде пульсовой
волны.
Скорость распространения пульсовой волны
выше, чем скорость кровотока.
Она зависит от растяжимости стенки сосуда,
от отношения толщины стенки сосуда к
радиусу.
Чем меньше растяжимость и толще стенка,
тем больше скорость распрост-ранения
пульсовой волны:
аорта – 4-6 м/сек
лучевая а. – 8-12 м/сек
С возрастом скорость увеличивается, т.к.
снижается эластичность стенок сосудов, а в
ряде случаев это связано и с возникновением
атеросклероза.
аортальный клапан
При гипертонии тонус сосудов увеличивается,
поэтому скорость распространения пульсовой
волны тоже увеличивается.

12.

Артериальный пульс отражает состояние сердечнососудистой системы и имеет несколько характеристик:
ЧАСТОТУ, РИТМ, БЫСТРОТУ, АМПЛИТУДУ, НАПРЯЖЕНИЕ
И ФОРМУ. Частота пульса у здорового человека
соответствует частоте сердечных сокращений. В покое она
равна 60 — 80 в 1 минуту. Если пульс менее 60 в 1 минуту
— это брадикардия, более 80 — тахикардия. В клинике
тахикардия рассматривается начиная с 90 сокр/мин.
Повышение температуры тела на 1° С сопровождается
учащением пульса примерно на 8-10 в 1 минуту.

13. Сфигмография

Сфигмография — инструментальный метод регистрации
артериального пульса. Принцип метода основан на преобразовании
механических колебаний артериальной стенки в электрический
сигнал, который можно зарегистрировать в виде кривой —
сфигмограммы. Сфигмограмма, как правило регистрируется на
предплечье, в месте проекции лучевой артерии. Типичная
сфигмограмма здорового человека представлена на следующем
слайде. Амплитуда и форма СФГ зависят от растяжимости
артерии (эластичность, тонус) и величины систолического выброса.
Метод сфигмографии достаточно широко применяется в
современной медицине.

14.

Сфигмограмма (по
В.А.Зарубину):
/ — схема
сфигмограммы; cd —
анакрота; de —
систолическое плато;
gh — катакрота; f —
инцизура; g —
дикротический зубец;
II — запись пульса на
сонной артерии: a —
запись пульса; б —
отметка времени с
ценой деления 0,7 с

15. Венный пульс. Флебография

Флебография – один из методов исследования венного пульса.
Аналогично сфигмограмме колебания стенок вен во время их
наполнения кровью регистрируются графически.
Принцип метода основан на регистрации колебаний стенок
яремной вены при помощи датчика. В норме венный пульс,
определяемый наполнением вен кровью и последующим
опорожнением их, противоположен пульсу, определяемому на
артериях. Обычно флебограмму регистрируют в области
проекции яремной вены.

16. Флебограмма

Обозначения: а — соответствует
систоле предсердий; с — передача
колебания
сосудистой
стенки
сонной артерии на яремную вену;
x
—
систолический
коллапс,
связан
с
перемещением
плоскости атриовентрикулярного
клапана к верхушке сердца в
момент
изгнания
крови
из
желудочка и его расслабления;
v
—
волна,
связанная
с
наполнением
крови
правого
сердца;
y
—
диастолический
коллапс,
отражает
падение
давления в правом предсердии и
яремной вене при переходе крови
в правый желудочек.

17.

Во время сердечных сокращений первой возникает систола предсердий. В этот момент
давление в полости предсердия повышается, в связи с чем и повышается давление в
полых и яремных венах. Этот период характеризуется появлением волны (а) на
флебограмме. После систолы предсердий начинается систола желудочков. Это
приводит к сокращению желудочков, выбросу большого объема крови в кровяное русло
и появлению пульсовой волны. Колебание сонной артерии в момент прохождения по
ней пульсовой волны передается и на стенку яремной вены, поэтому на сфигмограмме
определяется еще одна волна (с). Во время сокращения желудочков предсердия
расслабляются и наполняются кровью из полых вен. При этом полые и яремные вены
запустевают, давление в них снижается, а на флебограмме регистрируется
отрицательная волна (х). В конце систолы желудочков (до открытия трехстворчатого
клапана) давление в желудочках повышено, кровь из полых вен не может поступать в
предсердие, давление в полых и яремных венах повышается, и на флебограмме вновь
регистрируется положительная волна (v). После этого трехстворчатый клапан
открывается, предсердие сокращается, и кровь, находившаяся в нем, поступает в
правый желудочек. Давление в полых и яремных венах уменьшается, в связи с чем на
флебограмме определяется отрицательная волна (у). После этого весь цикл
повторяется заново.

18. Звуковые явления, сопровождающие деятельность сердца

К звуковым проявлениям деятельности сердца относят тоны и
шумы. В соответствии с современными представлениями тоны и
шумы делят на две группы: систолические и диастолические, то
есть возникающие во время систолы и диастолы. В процессе
деятельности сердца выявляют четыре тона: I, II, III и IV. I тон —
систолический, остальные диастолические. Шумы делят на
функциональные
(вариант
нормы)
и
патологические.
Функциональные шумы как вариант нормы могут возникать у
человека во время интенсивного роста, в условиях тяжелых
физических нагрузок. Патологические шумы возникают при
развитии той или иной патологии, например при пороках сердца.

19. ПРОИСХОЖДЕНИЕ ТОНОВ СЕРДЦА

Тоны сердца, как звуковые явления, обусловлены состоянием клапанов
сердца (клапанный компонент) и миокарда (мышечный компонент).
I тон возникает в начале систолы желудочков. Низкочастотный компонент
связан с началом сокращения миокарда, высокочастотный компонент средней
части тона формируется процессом закрытия атриовентрикулярного клапана,
заключительная часть тона формируется открытием полулунного клапана.
II тон возникает при закрытии полулунных клапанов аорты и легочной
артерии в начале диастолы.
III тон обусловлен быстрым наполнением кровью желудочков во время
диастолы.
IV тон обусловлен процессом изгнания крови из предсердия в желудочек в
заключительной части диастолы желудочков.

20. Методы исследования звуковых явлений, сопровождающих деятельность сердца

Звуковые явления
фонокардиографии.
оценивают
при
помощи
методов
аускультации
и
I тон (глухой, протяжный, низкий), отражающий деятельность митрального
клапана, выслушивают в области верхушки сердца. I тон, отражающий
деятельность трехстворчатого клапана, выслушивают у основания мечевидного
отростка.
II тон (высокий, кратковременный), отражающий деятельность аортального
полулунного клапана, выслушивают во втором межреберье, справа от грудины.
II тон, отражающий деятельность легочного полулунного клапана, выслушивают во
втором межреберье, слева от грудины.
III и IV тоны в норме обычно не прослушиваются, но выявляются при помощи
инструментального метода — фонокардиографии.

21. Точки наилучшего выслушивания клапанов

22. Основные точки аускультации сердца

• первая точка — верхушка сердца, т.е. область
верхушечного толчка или, если он не определяется,
то левая граница сердца на уровне V межреберья
(точка выслушивания митрального клапана и
звуков, возникающих при течении крови через
левое атриовентрикулярное отверстие);
• вторая точка — II межреберье непосредственно у
правого края грудины (точка выслушивания
аортального клапана и звуков, возникающих при
течении крови в области устья аорты);
• третья точка — II межреберье непосредственно у
левого края грудины (точка выслушивания клапана
легочной артерии и звуков, возникающих при
течении крови в области ее устья); вторую и третью
точки принято объединять понятием "основание
сердца";
• четвертая точка — основание мечевидного
отростка (точка выслушивания трехстворчатого
клапана и звуков, возникающих при течении крови
через правое атриовентрикулярное отверстие).

23. Дополнительные точки аускультации:

• пятая точка — место прикрепления IV ребра
к левому краю грудины (дополнительная
точка выслушивания митрального клапана,
соответствующая
его
анатомической
проекции);
• шестая точка — точка Боткина-Эрба — III
межреберье у левого края грудины
(дополнительная
точка
выслушивания
аортального клапана, соответствующая его
анатомической проекции).

24. Фонокардиография

Для регистрации фонокардиограммы используют чувствительный микрофон, который
прикладывают к той части грудной клетки, где лучше выслушиваются звуковые явления,
сопровождающие деятельность сердца. Звуковые явления микрофоном преобразуются
в электрические, усиливаются низкочастотным усилителем и регистрируются с помощью
регистратора. Специализированный прибор, используемый для регистрации фонокардиограммы, носит название фонокардиографа. На современном этапе в качестве накопителя информации, визуализации сигнала и его обработки используется ПЭВМ. Типичная фонокардиограмма человека представлена на рисунке.
Фонокардиограмма человека: I — I тон; II — II тон; III — III тон;
IV — IV тон

25. Методы исследования электрических явлений, сопровождающих деятельность сердца

К электрическим явлениям, сопровождающим деятельность сердца, относят ПД
волокон миокарда и проводящей системы сердца и суммарную электрическую
активность сердца как органа. Суммарную электрическую активность можно
регистрировать непосредственно, размещая один электрод в полости сердца, а
другой на его поверхности, либо косвенно, располагая электроды в тех или иных
участках тела. Вокруг сердца как источника электрических сигналов формируется
электромагнитное поле, которое имеет неодинаковую напряженность в различных
участках тела и вторично формирует в этих участках разность потенциалов.
Изменение данной разности потенциалов во время сердечного цикла и составляет
электрофизиологическую основу современной электрокардиографии. В настоящее
время используют 12 отведений, обязательных при электрокардиографическом
обследовании.

26. Векторная теория происхождения ЭКГ

1) общее электрическое поле сердца образуется в результате сложения полей
отдельных волокон сердечной мышцы (кардиомиоцитов);
2) каждое возбужденное волокно представляет собой электрический диполь,
обладающий элементарным дипольным вектором, который характеризуется
определенной величиной и направлением;
3) интегральный вектор в каждый момент процесса возбуждения представляет
собой результирующую этих элементарных векторов. Другими словами,
интегральный вектор представляет сумму большого количества дипольных
векторов всех кардиомиоцитов, возбужденных в данный конкретный момент
времени. По этой причине его чаще называют моментным вектором. Понятно, что в
течение сердечного цикла моментный вектор постоянно меняет свое направление
и выраженность.
4) любой вектор разности потенциалов всегда направлен от минуса к плюсу, т.е. от
возбужденного участка к невозбужденному.

27.

ЭЛЕКТРОД БЛИЖЕ
К ОСНОВАНИЮ
ПОКАЖЕТ (–),
БЛИЖЕ К
ВЕРХУШКЕ (+)

28. ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОКАРДИОГРАФИИ

Стандартные двухполюсные отведения, предложенные в 1913 г.
У. Эйнтховеном, фиксируют разность
потенциалов между двумя точками
электрического поля, удаленными от
сердца и расположенными на
конечностях.
При
стандартных
отведениях образуется равносторонний треугольник, вершинами
которого служат правая рука, левая
рука, левая нога.

29. СТАНДАРТНЫЕ, ДВУХПОЛЮСНЫЕ ОТВЕДЕНИЯ ПО ЭЙНДХОВЕНУ

I отведение: правая рука — левая рука; II отведение: правая рука — левая
нога; III отведение: левая рука — левая нога.

30. УСИЛЕННЫЕ ОДНОПОЛЮСНЫЕ ОТВЕДЕНИЯ ПО ГОЛЬДБЕРГЕРУ

Усиленные однополюсные отведения от конечностей, предложенные в 1942 г.
И. Гольдбергером, регистрируют разность потенциалов между одной из конечностей
(активный электрод) и искусственной точкой, сформированной путем объединения
потенциалов двух других конечностей (индифферентный электрод, потенциал
которого близок к нулю).
aVR (augmented voltage right) — усиленное от правой руки. Активный электрод на
правой руке, индифферентный электрод формируется путем объединения электродов
левой руки и левой ноги.
aVL (augmented voltage left) — усиленное от левой руки. Активный электрод на левой
руке, индифферентный электрод формируется путем объединения электродов правой
руки и левой ноги.
aVF (augmented voltage foot) — усиленное от ноги. Активный электрод на левой ноге,
индифферентный электрод формируется путем объединения электродов рук.

31. УСИЛЕННЫЕ ОДНОПОЛЮСНЫЕ ОТВЕДЕНИЯ ПО ГОЛЬДБЕРГЕРУ

32. Однополюсные грудные отведения по Вильсону

Однополюсные грудные отведения (V1–V6) предложены Ф. Вильсоном в 1946 г. Их
формируют путем объединения правой и левой рук и ноги (индифферентный
электрод) и размещения активного электрода в те или иные точки грудной клетки.
V1 — активный электрод располагают в четвертом межреберье справа от грудины.
V2 — активный электрод располагают в четвертом межреберье слева от грудины.
V3 — активный электрод располагают на половине расстояния между электродами
V2 и V4.
V4 — активный электрод располагают в пятом межреберье по среднеключичной
линии.
V5 — активный электрод располагают в пятом межреберье по передней
подмышечной линии.
V6 — активный электрод располагают в пятом межреберье по средней
подмышечной линии.

33. ГРУДНЫЕ ОТВЕДЕНИЯ ПО ВИЛЬСОНУ

34. Структура ЭКГ: зубцы, сегменты, интервалы

35. Происхождение зубцов и интервалов ЭКГ

Зубец Р — положительный, отражает процесс деполяризации правого и левого предсердия. В норме продолжительность зубца Р
составляет около 0,1 с.
Интервал PQ измеряется от начала зубца Р до начала зубца Q. Отражает время распространения возбуждения по предсердиям,
атриовентрикулярному узлу, пучку Гиса и его ножкам до желудочков. Длительность интервала в норме составляет 0,12–0,20 с.
Комплекс QRST отражает процесс распространения возбуждения по желудочкам и прекращение возбуждения в них. Длительность
комплекса измеряют от начала зубца Q до окончания зубца T. В норме составляет 0,07–0,1 с.
Зубец Q — отрицательный, связан с начальной деполяризацией межжелудочковой перегородки. Продолжительность не более
0,03 с.
Зубец R — положительный, отражает процесс распространения возбуждения по правому и левому желудочкам. В норме
длительность составляет 0,05 с.
Зубец S — отрицательный, отражает процесс деполяризации базальных отделов межжелудочковой перегородки. Один из
наиболее вариабельных по амплитуде и длительности зубцов электрокардиограммы.
Сегмент ST — отрезок изолинии от конца зубца S до начала зубца T, соответствует полному охвату возбуждением обоих
желудочков. Поскольку электродвижущая сила желудочков направлена в противоположные стороны, результирующая равна нулю.
Зубец Т отражает процесс быстрой конечной реполяризации желудочков. В отведениях I, II, aVF, V2–V6 всегда положительный. В
отведениях III, aVL, V1 может быть положительным, двухфазным и отрицательным. В aVR всегда отрицательный. В норме
продолжительность зубца составляет 0,16–0,24 с.
Зубец U - Единого взгляда на происхождение зубца U нет. По данным различных авторов он соответствует реполяризации желудочков, фазе изометрического расслабления желудочков, возникает из-за запаздывания реполяризации отдельных участков миокарда желудочков. Есть основание считать, что зубец U связан с реполяризацией волокон проводящей системы. Он часто наблюдается при различных патологических состояниях и отражает повышенную возбудимость миокарда после систолы.

36. Преставление о сердечном цикле

Под сердечным циклом понимают период времени, охватывающий
одно сокращение — систолу и одно расслабление сердца — диастолу.
В течение одного сердечного цикла происходит изменение давления в
полостях сердца, изменение положение его клапанов, появление
различных звуковых явлений и пульсаций сосудов. Структуру
сердечного цикла можно оценить с помощью поликардиографии —
одновременной регистрации различных проявлений деятельности
сердца на одной ленте регистратора (см. следующий слайд).
Минимально необходимый набор методов для анализа фазовой
структуры сердечного цикла состоит из электрокардио-, фонокардио- и
сфигмографии. Анализ сердечного цикла принято проводить по работе
желудочков.

37. Поликардиограмма

38. Структура сердечного цикла

39. Структура сердечного цикла

СИСТОЛА
•Период напряжения состоит из фазы асинхронного сокращения и фазы изометрического сокращения.
Фаза асинхронного сокращения длится 0,05 с. Начало этой фазы отражается в формировании зубца Q электрокардиограммы. В
течение этой фазы весь миокард охвачен возбуждением.
Фаза изометрического сокращения длится 0,03 с. Начинается с захлопывания створок предсердно-желудочковых
(атривентрикулярных) клапанов. В это время в желудочке стремительно начинает расти давление крови до 70–80 мм рт.ст. в
левом желудочке и до 15–20 мм рт.ст. в правом. Предсердно-желудочковые и полулунные клапаны в этот период закрыты. В
конце изометрического периода давление в желудочках становится выше, чем в магистральных сосудах (аорте и легочной
артерии). Это становится причиной открытия полулунных клапанов, и кровь устремляется из желудочков в большой и малый
круг кровообращения. Начинается период изгнания.
•Период изгнания крови из желудочков длится значительно дольше, чем период напряжения, и состоит из фаз быстрого и
медленного изгнания.
Фаза быстрого изгнания связана с нарастанием давления в желудочках: в левом до 120 мм рт.ст., в правом до 25 мм рт.ст. Этот
отрезок характеризуется быстрым переходом части крови из желудочков в аорту и легочную артерию. По мере ухода крови из
желудочков давление в них начинает падать и наступает фаза медленного изгнания крови, характеризующаяся медленным
током крови из желудочков в аорту и легочную артерию. Одновременно с этим начинает повышаться давление в системном и
легочном круге кровообращения. Как только давление в аорте и легочной артерии становится выше давления в полостях
желудочков, возникает обратный ток крови, что приводит к захлопыванию полулунных клапанов. Отрезок времени, связанный с
захлопыванием полулунных клапанов, называют протодиастолическим интервалом. Вслед за протодиастолическим интервалом
начинается период расслабления, составляющий первый этап диастолы.

40.

41. Структура сердечного цикла

ДИАСТОЛА
•Период расслабления состоит из фазы изометрического расслабления, к концу которой давление в
полостях желудочков становится меньше, чем давление крови в предсердиях. В результате
открываются предсердно-желудочковые клапаны и начинается переход крови из предсердий в
желудочки, то есть период наполнения.
•Период наполнения состоит из фаз быстрого и медленного наполнения.
Фаза быстрого наполнения характеризуется значительным градиентом давления между предсердием
и желудочком и относительно высокой скоростью перехода части крови из полостей предсердий в
полости желудочков. По мере заполнения желудочков кровью давление в них повышается, градиент
давления падает. Скорость перехода крови в желудочки уменьшается, и наступает фаза медленного
наполнения.
Фаза медленного наполнения характеризуется выравниванием давления в предсердиях и желудочках
и низкой скоростью движения крови из предсердий в желудочки. В финальной части медленного
наполнения давление в предсердиях и желудочках становится одинаковым и в этот момент
начинается систола предсердий. Это заключительная фаза сердечного цикла, которая называется
пресистолическим интервалом.

42. Список основной литературы для подготовки

1. Физиология человека: учебник / Под ред. В.М. Покровского, Г.Ф. Коротько,
2015.- 656 с.
2. Физиология: учебник для студентов лечебного и педиатрического факультетов /
Под редакцией В.М. Смирнова, Д.С. Свешникова, А. Е. Умрюхина- 6 изд., испр. и
доп.- Москва: МИА, 2019.-520 с.
3. Фундаментальная и клиническая физиология: Учебник для студ. высш. учеб.
заведений/Под. ред. А.Г. Камкина и А.А. Каменского. - М.: Издательский центр
«Академия», 2004.-1072с.
4. Избранные лекции по нормальной физиологии=Selected lectures on Normal
Physiology: учебное пособие на русском и английском языках / М.М. Лапкин, Е.А.
Трутнева.- М.: ГЭОТАР-Медиа, 2019. - 544 с.
5. https://studopedia.ru/