心臟通過節(jié)律性收縮和舒張實現(xiàn)泵血功能。心臟收縮時，將血液射入動脈，并通過動脈系統(tǒng)將血液分配到全身各組織器官；心臟舒張時，則吸引靜脈系統(tǒng)內(nèi)血液回流到心臟，為下一次射血做準備。

（一）心率與心動周期

1．心率 每分鐘心臟搏動的次數(shù)稱為心率（heart rate）。正常成人安靜時的心率為60～100次／分，平均約75次／分；超過100次／分為心動過速，低于60次／分為心動過緩。心率有明顯個體差異，受年齡、性別及其他生理因素的影響。新生兒心率可高達130次／分以上，兩歲幼兒約為100～120次／分，5歲以后逐漸變慢，至青春期接近成年人；成人中女性略快于男性；經(jīng)常進行體育鍛煉和體力勞動者，安靜時心率較慢；同一個人，在安靜或睡眠時心率較慢，運動或情緒激動時心率加快。

2．心動周期 心房或心室每收縮和舒張一次所構(gòu)成的機械活動周期稱為一個心動周期（cardiac cycle）或稱一次心跳。心房和心室的活動周期均包括收縮期（systole）和舒張期（diastole）。每一個心動周期，先是兩心房同時收縮，然后舒張；心房開始舒張時，兩心室同時收縮，繼而舒張。如以心率為75次／分計算，則一個心動周期為0.8s，其中心房收縮期為0.1s，舒張期為0.7s；心室收縮期為0.3s，舒張期為0.5s。從心室開始舒張到心房開始收縮之前這段時間，心房、心室都處于舒張狀態(tài)，稱為全心舒張期，約0.4s。由于推動血液流動主要依靠心室的舒縮活動，故臨床常把心室的收縮期和舒張期作為心的收縮期和舒張期，簡稱心縮期和心舒期（圖4-10）。

圖4-10 心動周期中心房和心室活動示意圖

在正常情況下，左、右心房或左、右心室的活動幾乎是同步進行，且心房和心室的舒張期均長于收縮期，這樣既有利于靜脈血液回流入心使心臟充盈，又使心臟得到了充分的休息，所以有利于心臟更有效地射血，從而保證心臟能持久工作不易疲勞。

心動周期的時間長短取決于心率快慢，兩者呈反變關(guān)系。如心率加快，則心動周期縮短，心縮期和心舒期均縮短，但心舒期縮短更明顯。因此，心率過快，對心的血液充盈和持久工作不利。

（二）心臟泵血過程和機制

血液由心室泵入動脈有賴于心室舒、縮所引起的心腔內(nèi)壓力變化及心瓣膜對血流方向的控制。心室的泵血過程可分收縮期射血過程和舒張充盈過程，左、右心的活動基本相同，現(xiàn)以左心為例介紹（圖4-11）。

1．心縮期 心室收縮之前，心室內(nèi)壓低于心房壓和主動脈血壓，此時二尖瓣開放，主動脈瓣關(guān)閉，血液由心房注入心室，心房收縮完畢進入舒張期后，心室開始收縮，進入心縮期。

圖4-11 心動周期中心房和心室活動關(guān)系圖

（1）等容收縮期：心室開始收縮后，室內(nèi)壓迅速增高，當(dāng)超過房內(nèi)壓時，心室內(nèi)的血液推動二尖瓣使其關(guān)閉。此時，室內(nèi)壓仍低于主動脈血壓，主動脈瓣仍處于關(guān)閉狀態(tài)。心室腔處于密閉狀態(tài)，無血液進出，心室容積不變，心室肌收縮只產(chǎn)生張力而無縮短，故稱等容收縮期，持續(xù)約0.05s。此期心室內(nèi)壓急劇升高。

（2）射血期：隨著左心室的繼續(xù)收縮，室內(nèi)壓力繼續(xù)上升，當(dāng)超過主動脈血壓時，心室血液沖開主動脈瓣而射入主動脈，進入射血期，持續(xù)約0.25s。射血期前段，血液射入動脈的速度快，射入的血量約占心室一次射血量的70％ ，心室容積明顯縮小，該期稱快速射血期，此期約0.10s。射血期后段，射血速度減慢，稱減慢射血期，此期約0.15s；在減慢射血期末室內(nèi)壓已略低于主動脈血壓，但因射入主動脈的血液具有較大的動能，依其慣性血液逆壓力梯度仍可繼續(xù)射入主動脈；射血量占總射血量的30％ ，心室容積繼續(xù)縮小至最低值。

2．心舒期 心室在收縮之后的舒張期內(nèi)進行血液充盈，為下次射血儲備血量。

（1）等容舒張期：心室收縮完畢后開始舒張，室內(nèi)壓迅速下降，當(dāng)室內(nèi)壓低于主動脈壓時，主動脈根部內(nèi)血液返流，推動主動脈瓣關(guān)閉；此時室內(nèi)壓仍然高于房內(nèi)壓，二尖瓣仍處于關(guān)閉狀態(tài)，心室再次形成密閉的腔，無血液進出心室，心室容積不變，故稱為等容舒張期，歷時約0.06～0.08s。此期室內(nèi)壓急劇下降。

（2）充盈期：當(dāng)室內(nèi)壓下降到低于房內(nèi)壓時，心房內(nèi)血液沖開二尖瓣進入心室，心室便開始充盈。由于室內(nèi)壓明顯降低，甚至造成負壓，這時心房和肺靜脈內(nèi)的血液因心室的抽吸作用而快速流入心室，心室容積迅速增大，故稱為快速充盈期，此期持續(xù)約0.11s。在快速充盈期進入心室的血液量約為總充盈量的70％ ，是心室充盈的主要階段。隨后，血液進入心室的速度減慢，故稱為減慢充盈期，此期持續(xù)約0.22s。在心室舒張的最后0.1s，心房收縮，房內(nèi)壓升高，將心房內(nèi)的血液繼續(xù)壓入心室，使心室進一步充盈。此期進入心室的血液約占心室總充盈量的10％ ～30％ 。可見在心臟射血及充盈過程中，心房的作用遠不及心室重要。因此發(fā)生心房纖維顫動時，心臟的射血功能影響較小。

右心室的泵血過程與左心室基本相同，但由于肺動脈血壓約為主動脈血壓的1／6，因此在心動周期中右心室內(nèi)壓的變化幅度要比左心室內(nèi)壓小得多。

因此，心臟泵血機制可以概括為：心室射血的動力主要是心室肌收縮所造成的室內(nèi)壓升高，超過動脈壓；心室充盈的主要原因是心室肌的舒張所引起的室內(nèi)壓降低的低壓抽吸作用；而決定血流的單向流動則是瓣膜的單向開放和關(guān)閉?，F(xiàn)將心動周期中多種變化歸納為表4-1。

表4-1 心動周期中心腔壓力、心室容積、瓣膜開閉及血流變化

（三）心臟泵血功能的評價和影響因素

1．心臟泵血功能的評價 心臟泵血功能的好壞直接影響機體各個器官的血液供應(yīng)。如泵血量太少，不能滿足機體各個器官的需要，將嚴重影響器官功能，一些重要臟器如心、腦、腎供血不足將產(chǎn)生嚴重后果。因此，臨床常需要對心臟的泵血功能進行評價，常用的心泵功能評價指標主要有以下幾種。

（1）每搏輸出量和射血分數(shù)：一側(cè)心室每收縮一次所射出的血量，稱為每搏輸出量（stroke volume），簡稱搏出量。在安靜狀態(tài)下，正常成人搏出量約70ml（60～80ml），且左右心室基本相等。每次搏動，心室內(nèi)血液并沒有全部射出，心舒期末，心室腔內(nèi)的血液約125ml，稱為心室舒張末期容積（enddiastolic volume）。每搏輸出量占心室舒張末期容積的百分比，稱為射血分數(shù)（ejection fraction），健康成人安靜時為55％ ～65％ 。在心室功能減退、心室異常擴大的情況下，雖然搏出量與正常人無明顯差別，但此時的射血分數(shù)已明顯下降。因此，評價心臟泵血功能時，射血分數(shù)比搏出量更為客觀。

（2）心輸出量和心指數(shù)：一側(cè)心室每分鐘射入動脈的血量，稱為每分輸出量，簡稱心輸出量。心輸出量等于搏出量和心率的乘積。正常成人安靜時，心率若75次／分，心輸出量則為4～6L／min，平均約為5L／min。心輸出量與機體代謝水平相適應(yīng)，并與年齡、性別等因素有關(guān)。情緒激動或肌肉活動時可使心輸出量增加，可高達25～35L／min。在相同條件下，女性的心輸出量約低于男性10％ ；青年人心輸出量大于老年人。

不同個體因其代謝水平不同，對心輸出量的需求也不一樣，如身材高大者心輸出量大于身材矮小者。因此，單以心輸出量作為評價不同個體心功能的指標是不全面的。人在安靜狀態(tài)下心輸出量不與身高、體重呈正比，而與體表面積呈正比。以單位體表面積計算的心輸出量稱為心指數(shù)。我國中等身材成人的體表面積約為1.6～1.7m2，靜息時心輸出量以5L／min計，則心指數(shù)為3.0～3.5L／（min?m2）。

（3）心臟做功：心臟要克服動脈血壓所形成的阻力才能完成泵血。在不同動脈血壓的條件下，心臟射出相同血量所消耗的能量或做功量是不同的。當(dāng)動脈血壓升高時，心臟射出與原來相同的血量，必須加強收縮，做更大的功，心肌耗氧量也增加；否則，射出的血量將減少。反之，在動脈血壓降低時，心臟做同樣的功，可射出更多的血液?？梢姡眯呐K做功量比單用心輸出量來衡量心泵血功能更為全面。

2．影響心輸出量的因素 心輸出量是搏出量和心率的乘積，凡能影響后兩者的因素都能影響心輸出量。而搏出量又受心室肌的前負荷、后負荷和心肌收縮力的影響。

（1）心肌前負荷（心室舒張末期充盈量）：心室舒張末期充盈量是靜脈回心血量和射血后心室內(nèi)的剩余血量之和。在一定范圍內(nèi)，靜脈回心血量增加，心室舒張末期充盈量增加，心肌前負荷增大，心室容積隨之增大，心肌纖維初長度（即收縮前的長度）增大，心肌收縮力增強，每搏輸出量增多；相反，則每搏輸出量減少。如果靜脈血回心速度過快、量過多，可造成心肌前負荷過大，心肌初長度過長，超過心肌最適初長度時，心肌收縮力反而減弱，導(dǎo)致每搏輸出量減少，可引起急性心力衰竭。故臨床靜脈輸液或輸血時，其速度和量應(yīng)掌握適當(dāng)。

（2）心肌后負荷（動脈血壓）：心肌后負荷是指心肌收縮時所遇到的阻力，即動脈血壓。在其他因素不變的條件下，動脈血壓增大時，心肌收縮力增強，使每搏輸出量保持在正常水平。如果動脈血壓長期高于正常，心室肌將長期處于收縮加強狀態(tài)而逐漸出現(xiàn)心室重構(gòu)，此時搏出量可能在正常范圍，但心臟做功量增加；久之，心臟將不堪重負，最終導(dǎo)致心力衰竭。因此，對由后負荷增大引起的心力衰竭患者，可考慮用擴張血管的藥物降低動脈血壓，減輕心肌后負荷，增加每搏輸出量，對改善心功能是有益的。

（3）心肌收縮能力：心肌收縮力是指心肌細胞不依賴于前、后負荷的一種內(nèi)在特性。人體的心肌收縮能力受神經(jīng)和體液因素影響。交感神經(jīng)興奮時，心肌的收縮能力（包括收縮的強度和速度）增強，腎上腺髓質(zhì)分泌的腎上腺素增多，心肌的收縮能力也增強。收縮能力愈強，搏出量愈多，心率也愈快。

（4）心率：心率40～180次／分范圍內(nèi)，心率加快可使心輸出量增加。但如果心率太快（超過180次／分）時，因心舒期明顯縮短，心室充盈量顯著減少，將引起心輸出量減少；心率過慢，（低于40次／分）時，雖然舒張期延長，但心室充盈已達到極限，不能再增加充盈量和搏出量，心輸出量亦明顯減少。由此可見，心率過快或過慢，心輸出量都會減少。

（四）心力儲備

健康成年人在安靜狀態(tài)時的心輸出量約為5L／min左右，強體力勞動或劇烈運動時可增加到25～30L／min，為安靜時的5～6倍，說明正常心臟的泵血功能有相當(dāng)大的儲備量，這種心輸出量能隨機體代謝的需要而增加的能力，稱為心力貯備。心力貯備越大，表明心臟的泵血功能越好，越能夠適應(yīng)緊張激烈的運動需要。經(jīng)常進行體力勞動，堅持體育鍛煉，可使心力貯備提高。而心力貯備過小，安靜時心輸出量尚能滿足機體代謝的需要，但稍進行體力活動，則心悸氣短，不能勝任，說明心輸出量不能滿足機體代謝的需要，是為心衰的表現(xiàn)。

（五）心音

在每一個心動周期中，由心肌舒縮、瓣膜啟閉、血流沖擊心室及大動脈壁等因素引起振動而產(chǎn)生的聲音，稱為心音（heart sound）?？捎寐犜\器在胸壁聽取，也可用心音圖儀描記成心音圖。

正常情況下每一心動周期可產(chǎn)生四個心音，分別稱為第一、第二、第三和第四心音。一般情況下，用聽診器只能聽到第一、第二心音（表4-2），在一些健康兒童及青年人可聽到第三心音，40歲以上的健康人有時可聽到第四心音。

表4-2 第一心音與第二心音比較

1．第一心音 發(fā)生在心室收縮期，標志著心室收縮的開始。主要由心肌收縮、房室瓣關(guān)閉及心室射出的血液沖擊主動脈壁引起的振動匯合而成。特點是音調(diào)低，持續(xù)時間較長，約為0.12～0.14s。第一心音在左胸壁第5肋間鎖骨中線處（心尖處）最清晰。其強弱可反映心肌收縮的力量及房室瓣的功能狀態(tài)。

2．第二心音 發(fā)生在心室舒張期，標志著心室舒張期的開始。由動脈瓣關(guān)閉及血流沖擊心室和動脈根部的振動而形成。其特點是音調(diào)高，持續(xù)時間較短，約為0.08～0.10s。在主動脈瓣區(qū)及肺動脈瓣區(qū)最清晰。其強弱可反映動脈血壓的高低及動脈瓣的功能狀態(tài)。

聽取心音可了解心率及心律、心肌收縮力、瓣膜的功能狀態(tài)是否正常等。瓣膜關(guān)閉不全或狹窄時，均可使血液產(chǎn)生渦流而發(fā)生雜音。因此，心音聽診在某些心臟疾病的診斷中有重要意義。