血壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)的仿真與建模第一頁，共五十七頁，2022年，8月28日第二頁，共五十七頁，2022年，8月28日第三頁，共五十七頁，2022年，8月28日第四頁，共五十七頁，2022年，8月28日心臟的泵血過程心室舒張期心室收縮期第五頁，共五十七頁，2022年，8月28日1、概念：心臟的一次收縮和舒張為一個(gè)心動(dòng)周期。2、包括：心房收縮期、心房舒張期、心室收縮期、心室舒張期。3、心動(dòng)周期時(shí)程的長短與心率有關(guān)。N：成年人心率：75次/分 心動(dòng)周期：0.8秒心動(dòng)周期（cardiaccycle）第六頁，共五十七頁，2022年，8月28日心房和心室的舒張期均長于收縮期當(dāng)心率增快時(shí)，心動(dòng)周期縮短，舒張期縮短比收縮期縮短更明顯。故此時(shí)心肌的工作時(shí)間相對延長，而休息時(shí)間相對縮短，對心臟的持久活動(dòng)不利。0.1s0.7s0.5s0.3s代表收縮代表舒張心房心室全心舒張期全心舒張期第七頁，共五十七頁，2022年，8月28日全心舒張期時(shí)血液不斷的由大靜脈流入心房，再流入心室。（約占每個(gè)心動(dòng)周期心室總回流血量75%。）心房收縮時(shí)，心房容積減小，房內(nèi)壓升高，進(jìn)一步將心房內(nèi)的血液擠入心室。（約占每個(gè)心動(dòng)周期心室總回流血量25%。）心房收縮結(jié)束后開始舒張，房內(nèi)壓降低，而心室開始收縮。第八頁，共五十七頁，2022年，8月28日等容收縮期快速射血期減慢射血期2.心室舒張期包括等容舒張期心室充盈期快速充盈期減慢充盈期心房收縮充盈1.心室收縮期包括（二）心室的泵血包括心室收縮期和心室舒張期。心室的泵血第九頁，共五十七頁，2022年，8月28日心臟泵血過程第十頁，共五十七頁，2022年，8月28日心室的泵血1.等容收縮期此期房室瓣關(guān)閉，半月瓣尚未開啟，心室雖然收縮，但并不射血，心室容積不變，故稱等容收縮期。2.快速射血期室內(nèi)壓因心室收縮繼續(xù)升高直至最高值。此期射出的血量約占整個(gè)收縮期射出血量的70％。第十一頁，共五十七頁，2022年，8月28日3.減慢射血期

此期射出的血量約占整個(gè)收縮期射出血量的30％。

4.等容舒張期

此期半月瓣關(guān)閉，房室瓣尚未開啟，心室雖然舒張，但容積不變，故稱等容舒張期。

5.快速充盈期

6.減慢充盈期

7.心房收縮期第十二頁，共五十七頁，2022年，8月28日⑦心房收縮期①等容收縮期②快速射血期③緩慢射血期④等容舒張期⑤快速充盈期⑥減慢充盈期心動(dòng)周期中壓力、容積等變化第十三頁，共五十七頁，2022年，8月28日心動(dòng)周期分期壓力變化瓣膜開閉心室容積心內(nèi)血流方向備注房內(nèi)壓室內(nèi)壓動(dòng)脈壓房室瓣半月瓣心室收縮期等容收縮期Pa<Pv<PA關(guān)關(guān)不變存于心室Pv上升速度最快，開始產(chǎn)生第一心音快速射血期Pa<Pv>PA關(guān)開快速減小由心室到動(dòng)脈此期末Pv達(dá)峰值緩慢射血期Pa<Pv<PA關(guān)開繼續(xù)減小此期末室內(nèi)容積減至最小心室舒張期等容舒張期Pa<Pv<PA關(guān)關(guān)不變存于心房Pv下降速度最快，開始產(chǎn)生第二心音快速充盈期Pa>Pv<PA開關(guān)快速增加由心房到心室可出現(xiàn)第三心音減慢充盈期Pa>Pv<PA開關(guān)繼續(xù)增加房縮期Pa>Pv<PA開關(guān)繼續(xù)增加心室容積達(dá)峰值第十四頁，共五十七頁，2022年，8月28日綜上所述血液在心中單向流動(dòng)的原因是：心室肌的收縮和舒張引起的室內(nèi)壓變化和瓣膜的開閉活動(dòng)。左右心室的泵血過程相同，但左心室內(nèi)壓變化的幅度遠(yuǎn)大于右心室。心臟射血過程中，心室活動(dòng)占主導(dǎo)。心房起初級泵的作用，有利于心臟射血和靜脈血回流。心室的強(qiáng)烈收縮心室－動(dòng)脈間的壓力梯度半月瓣開啟和心室射血的直接動(dòng)力：血液由心房流入心室的動(dòng)力：房－室壓力梯度心室的舒張第十五頁，共五十七頁，2022年，8月28日1.產(chǎn)生：由于心臟瓣膜關(guān)閉和血液撞擊心室壁引起的心室壁振動(dòng)而產(chǎn)生。2.一般情況下，在每一心動(dòng)周期中可聽到兩個(gè)心音，分別稱為第一心音和第二心音。第一心音：由心室肌收縮和房室瓣關(guān)閉時(shí)振動(dòng)產(chǎn)生。是心室收縮開始的標(biāo)志。第二心音：由主動(dòng)脈和肺動(dòng)脈的半月瓣關(guān)閉時(shí)振動(dòng)產(chǎn)生。是心室舒張開始的標(biāo)志。3.心音可反映心室收縮和瓣膜功能狀態(tài)，判斷心率和心律。4.在少年兒童，偶爾可聽到第三、四心音。心音第十六頁，共五十七頁，2022年，8月28日心音的產(chǎn)生第一心音第二心音第三心音第四心音特點(diǎn)音調(diào)低沉（勒）持續(xù)較長音調(diào)高清（噠）持續(xù)較短音調(diào)低濁持續(xù)短音調(diào)低沉持續(xù)較長成因心室肌收縮和房室瓣關(guān)閉的振動(dòng)；射血大A擴(kuò)張及產(chǎn)生旋渦。動(dòng)脈瓣關(guān)閉；射血突停導(dǎo)致大A和心室壁振動(dòng)。心室充盈減慢，流速突變導(dǎo)致室壁及瓣膜振動(dòng)。心房強(qiáng)烈收縮，擠血擊撞室壁。標(biāo)志心室開始收縮（心尖區(qū)）心室開始舒張（動(dòng)脈瓣區(qū)）快速充盈期末（心尖）房縮強(qiáng)烈意義心室收縮力與房室瓣功能狀態(tài)動(dòng)脈瓣功能狀態(tài)部分健康青年部分老年和心舒末期壓力高第十七頁，共五十七頁，2022年，8月28日心泵功能的評定指標(biāo)（一）每搏輸出量和射血分?jǐn)?shù)1.每搏輸出量（strokevolume，SV）：一次心跳，一側(cè)心室射出的血量（70ml）稱為～，又稱搏出量。SV=舒張末期容積－收縮末期容積2.射血分?jǐn)?shù)（ejectionfraction，EF）75ml／145ml＝60％射血分?jǐn)?shù)=心室舒張末期容積搏出量×100％第十八頁，共五十七頁，2022年，8月28日（二）每分輸出量和心指數(shù)1.每分輸出量：每分鐘由一側(cè)心室射出的血量稱為～，即心輸出量（CO）。隨機(jī)體活動(dòng)和代謝情況而變化（運(yùn)動(dòng)、情緒、懷孕等）；女子心輸出量較同體重男子約低10％。2.心指數(shù)（cardiacindex，CI）：在空腹和安靜狀態(tài)下，每平方米體表面積的心輸出量稱為心指數(shù)，或靜息心指數(shù)。心指數(shù)在10歲左右最大（4L/min.m2以上）；以后隨年齡增長而逐漸下降,到80歲時(shí)，接近2L/min.m2。CO＝SV×HR＝5～6L/minCI=CO/體表面積=3.0～3.5L/min.m2第十九頁，共五十七頁，2022年，8月28日（三）心作功量：衡量心室功能的主要指標(biāo)之一。（1）每搏功：心臟一次收縮所作的功。每搏功＝搏出量×（平均動(dòng)脈壓－平均心房壓）×13.6/1000（2）每分功：心室每分鐘所作的功。每分功=每搏功×心率/1000（3）心臟收縮不僅排出一定量的血液，而且使這部分血液具有較高的壓強(qiáng)能和較快的流速。心臟作功量評價(jià)心泵功能比心輸出量更全面。第二十頁，共五十七頁，2022年，8月28日（一）SV的調(diào)節(jié):

大量實(shí)驗(yàn)證明，心臟的SV取決于：（1）前負(fù)荷：即心肌的初長度或心室舒張末期容積（2）心肌收縮能力（3）后負(fù)荷：即動(dòng)脈血壓（二）心率對心泵功能的影響心泵功能的調(diào)節(jié)第二十一頁，共五十七頁，2022年，8月28日心室肌的前負(fù)荷調(diào)節(jié)是由心室舒張末期的血液充盈量（靜脈回心血量和心室射血后剩余血量的總和）來決定的。靜脈回心血量受心室舒張充盈持續(xù)時(shí)間和靜脈回流速度的影響。心臟的這種異長自身調(diào)節(jié)的意義在于對搏出量進(jìn)行精細(xì)的調(diào)節(jié)。第二十二頁，共五十七頁，2022年，8月28日心肌收縮能力調(diào)節(jié)心肌收縮能力是指心肌不依賴于前、后負(fù)荷而能改變其力學(xué)活動(dòng)的一種內(nèi)在特性。當(dāng)心肌收縮能力增強(qiáng)的時(shí)，其心室功能曲線向左上方移位；反之，則向右下方移位。意義：能對持續(xù)的、劇烈的循環(huán)變化有強(qiáng)大的調(diào)節(jié)作用。收縮能力↑：兒茶酚胺→β受體→(經(jīng)G蛋白)cAMP↑→Ca2+通道開放幾率↑+開放時(shí)間↑→[Ca2+]內(nèi)流↑+橫橋ATP酶活性↑→心縮力↑。第二十三頁，共五十七頁，2022年，8月28日后負(fù)荷調(diào)節(jié)搏出量恢復(fù)正常心肌初長度↑＋心肌收縮能力↑心室內(nèi)剩余血量↑每搏出量↓射血期↓＋射血速↓等容收縮期室內(nèi)壓↑動(dòng)脈血壓↑（正常范圍）第二十四頁，共五十七頁，2022年，8月28日心率對心泵功能的影響每分輸出量＝心率×每搏輸出量40～150次/分:心率↑→每分心輸出量↑＞150次/分:舒張期↓→充盈時(shí)間↓→心輸出量↓。＜40次/分:舒張期↑→心室充盈接近最大限度，不能增加充盈量和搏出量充盈量→每分心輸出量↓。心率受體溫的影響，體溫升高10C，每分鐘心搏將增加12-18次。第二十五頁，共五十七頁，2022年，8月28日心泵功能的貯備概念：心輸出量隨機(jī)體代謝需要增加的能力。意義：反映心臟健康程度、心臟泵血功能。組成：心力儲(chǔ)備搏出量儲(chǔ)備心率儲(chǔ)備收縮期貯備舒張期貯備第二十六頁，共五十七頁，2022年，8月28日血壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)（nervoussystem）血壓是指血管內(nèi)的血液對于單位面積血管壁的側(cè)壓力，即壓強(qiáng)。由于血管分動(dòng)脈、毛細(xì)血管和靜脈，所以，也就有動(dòng)脈血壓、毛細(xì)血管壓和靜脈血壓。通常所說的血壓是指動(dòng)脈血壓。當(dāng)血管擴(kuò)張時(shí)，血壓下降；血管收縮時(shí)，血壓升高。血壓是一個(gè)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，血壓會(huì)隨著人體的各部分在不同時(shí)候的不同需求發(fā)生變化，通常通過血壓自動(dòng)調(diào)節(jié)功能的調(diào)節(jié)，可以達(dá)到血液輸出的穩(wěn)定，這是一個(gè)高度自律的系統(tǒng)。第二十七頁，共五十七頁，2022年，8月28日血壓常使用血壓計(jì)測定，血壓計(jì)以大氣壓為基數(shù)。血壓通常以毫米汞柱(mmHg)表示。如果測得的血壓讀數(shù)為12.0kPa

(90mmHg)即表示血液對血管壁的側(cè)壓比大氣壓高12.0kPa

(90mmHg)。在每個(gè)心動(dòng)周期中，動(dòng)脈內(nèi)的壓力發(fā)生周期性波動(dòng)，這種周期性的壓力變化引起的動(dòng)脈血管發(fā)生波動(dòng)，稱為動(dòng)脈脈搏。

第二十八頁，共五十七頁，2022年，8月28日各段血管的壓力梯度：主A:100mmHg

小A:85mmHgCap:30mmHgV始:10mmHg

心房(大V):≈0第二十九頁，共五十七頁，2022年，8月28日動(dòng)脈血壓影響因素SpDP脈壓Bp搏出量（明顯）心率（明顯）外周阻力（明顯）有效血量（明顯）（明顯）大A彈性（明顯）第三十頁，共五十七頁，2022年，8月28日(1)每搏出量↑→心縮期射入A血量↑→管壁側(cè)壓力↑

(2)心率↑→心舒期↓→心舒末期A血量↑→管壁側(cè)壓力↑

影響動(dòng)脈血壓的因素：心舒末期A血量↑（不明顯）→DP↑（不明顯）SP↑(明顯)↓↓血流速↑

↓↓DP↑(明顯)搏出量↓→SP↑（不明顯）↓回心血量↓↓第三十一頁，共五十七頁，2022年，8月28日(3)外周阻力↑→心舒期血流速↓→心舒期A血量↑

心縮期血流速↑

SP↑（不明顯）(4)大動(dòng)脈彈性↓→緩沖SP↓維持DP↓

(5)循環(huán)血量/血管系統(tǒng)容量的比例失調(diào)

如：大失血→循環(huán)血量→Bp↓（顯著）過敏休克→血管容積↑→回心血量↓→Bp↓DP↑（明顯）↓管壁側(cè)壓力↑↓→SP↑（明顯）DP↓→脈壓↑體循環(huán)平均充盈壓變→Bp變↓↓↓第三十二頁，共五十七頁，2022年，8月28日心血管活動(dòng)的調(diào)節(jié)第三十三頁，共五十七頁，2022年，8月28日心血管反射頸動(dòng)脈竇和主動(dòng)脈弓壓力感受性反射心肺感受器引起的心血管反射頸動(dòng)脈體和主動(dòng)脈體化學(xué)感受性反射軀體感受器引起的心血管反射其它內(nèi)臟感受器引起的心血管反射腦缺血反應(yīng)第三十四頁，共五十七頁，2022年，8月28日血壓影響因素(1)壓力感受器機(jī)制正常人心臟、肺、主動(dòng)脈弓、頸動(dòng)脈竇、右鎖骨下動(dòng)脈起始部均存在有壓力受體(感受器)，位于延髓的血管運(yùn)動(dòng)中樞可以接受來自感受器的沖動(dòng)，同時(shí)也可以接受來自視丘下部和大腦皮層高級神經(jīng)中樞的沖動(dòng)。匯集到血管運(yùn)動(dòng)中樞的沖動(dòng)，經(jīng)過調(diào)整處理，通過傳出神經(jīng)達(dá)到效應(yīng)器，起著調(diào)節(jié)心率、心排出量及外周阻力的作用。

第三十五頁，共五十七頁，2022年，8月28日壓力感受器的適宜剌激是對動(dòng)脈管壁的機(jī)械牽張。其生理意義在于保持動(dòng)脈血壓穩(wěn)定。動(dòng)脈和靜脈管壁都有環(huán)形平滑肌，緊張性增高時(shí)，可使血管縮小，緊張性降低時(shí)，可使血管擴(kuò)大。會(huì)改變血管容量及外周阻力，因而影響動(dòng)脈血壓。個(gè)別器官血管舒縮會(huì)影響該器官的供血量。血管的舒縮運(yùn)動(dòng)主要是通過神經(jīng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)。第三十六頁，共五十七頁，2022年，8月28日第三十七頁，共五十七頁，2022年，8月28日當(dāng)血壓升高時(shí)，壓力感受器興奮性增強(qiáng)而發(fā)生沖動(dòng)，經(jīng)傳入神經(jīng)到達(dá)血管運(yùn)動(dòng)中樞，改變其活動(dòng)，使降壓反射的活動(dòng)增強(qiáng)，心臟收縮減弱，血管擴(kuò)張，外周阻力下降，血壓下降并保持在一定水平；當(dāng)血壓降低時(shí)，壓力感受器將沖動(dòng)傳入血管運(yùn)動(dòng)中樞，使降壓反射活動(dòng)減弱，心臟收縮加強(qiáng)，心輸入量增加，血管收縮，外周阻力增高，血壓升高。第三十八頁，共五十七頁，2022年，8月28日血壓突然↑竇、弓感受器受到牽拉興奮性↑竇、弓N孤束核縮血管中樞（-）心交感中樞（-）心迷走中樞（+）交感縮血管N（-）心交感N（-）心迷走N（+）阻力血管舒容量血管舒心臟活動(dòng)↓外周阻力↓V回流量↓心輸出量↓血壓↓第三十九頁，共五十七頁，2022年，8月28日(2)化學(xué)感受器頸動(dòng)脈體和主動(dòng)脈體化學(xué)感受性反射：化學(xué)感受器感受血液某些化學(xué)成分的變化,適宜剌激為缺氧,CO2分壓過高及H+濃度過高等。效應(yīng)：主要是使呼吸加深加快，可間接加快心率，增加心輸出量，外周阻力增大，血壓升高。直接效應(yīng)是心率減慢,心輸出量減少,冠狀動(dòng)脈舒張,骨骼肌和內(nèi)臟血管收縮。由于外周阻力增加的效應(yīng)大于心輸出量減少的作用,血壓升高。平時(shí),化學(xué)感受性反射對心血管活動(dòng)的調(diào)節(jié)并不明顯。只有在低氧、窒息、動(dòng)脈血壓過低和酸中毒等情況下才有作用。第四十頁，共五十七頁，2022年，8月28日第四十一頁，共五十七頁，2022年，8月28日PO2↓[H+]↑PCO2↑等↓頸動(dòng)脈體和主動(dòng)脈體外周化學(xué)感受器（+）↓竇、弓N孤束核心血管中樞興奮性改變呼吸中樞（+）心率↓、冠脈舒心輸出量↓皮膚、內(nèi)臟骨骼肌血管縮心率、心輸出量、外周阻力↑外周阻力↑＞心輸出量↓血壓↑↓↓↓↓↓↓↓呼吸加深加快↓↓間接第四十二頁，共五十七頁，2022年，8月28日(3)心肺感受器感受器：心房、心室和肺循環(huán)大血管壁血管壁的機(jī)械牽張：如心房容量感受器化學(xué)物資刺激：如前列腺素、緩激肽傳入神經(jīng):迷走神經(jīng)效應(yīng)：大多數(shù)使交感緊張降低，心迷走緊張加強(qiáng)，心率減慢，心輸出量減少，外周阻力減低，血壓下降抑制血管升壓素的釋放生理意義：血量及體液量調(diào)節(jié)第四十三頁，共五十七頁，2022年，8月28日機(jī)械牽張：血壓↑、血容量↑化學(xué)物質(zhì)：PG、緩激肽、藥物（藜蘆堿）↓心肺感受器興奮↓迷走N交感緊張↓迷走緊張↑腎血流量↑垂體前葉釋放ADH↓心率↓心輸出量↓外周阻力↓腎重吸收水↓GFR↑R-A-A-S↓↓↓↓↓↓腎排鈉和排水↑血壓↓↓第四十四頁，共五十七頁，2022年，8月28日(4)體液調(diào)節(jié)機(jī)制心血管活動(dòng)的體液調(diào)節(jié)是指血液和組織液中的某些化學(xué)物質(zhì),可以調(diào)節(jié)心肌和血管平滑肌VSM的活動(dòng)以及循環(huán)血量均有調(diào)節(jié)作用。這些體液因素,有些是通過血液攜帶,廣泛作用于心血管;有些是在組織中形成,主要作用局部的VSM,調(diào)節(jié)局部組織的血流量。兒茶酚胺類(腎上腺素、去甲腎上腺素等)，腎素、血管緊張素，抗利尿激素等具有收縮血管作用，可使血壓升高。緩激肽、前列腺素E、心鈉素等具有較強(qiáng)的擴(kuò)血管作用，使血壓下降。第四十五頁，共五十七頁，2022年，8月28日循環(huán)血容量↓腎動(dòng)脈壓↓入球小動(dòng)脈牽張感受器致密斑感受器腎動(dòng)脈壓↓腎血流量↓腎近球細(xì)胞腎交感N興奮↑GFR↓遠(yuǎn)曲小管Na+、Cl-負(fù)荷↓NE和EPGE2循環(huán)血容量↓心房容量感受器動(dòng)脈壓力感受器腎素反射性—++++++NEΒ受體刺激腎素分泌的因素:第四十六頁，共五十七頁，2022年，8月28日

(二)腎上腺素和去甲腎上腺素腎上腺素（E）去甲腎上腺素（NE）來源腎上腺髓質(zhì)腎上腺髓質(zhì)、交感N節(jié)后纖維共性興奮、β受體，強(qiáng)心、縮血管、Bp↑、平滑肌舒張、升血糖、升血脂、耗氧量↑、產(chǎn)熱↑個(gè)性強(qiáng)心劑升壓劑心臟結(jié)合β1受體基本同E

正變時(shí)、正變力、正變傳導(dǎo)作用但在體心率↓心率↑心縮力↑心輸出量↑SP↑（竇弓反射效應(yīng)所致）血管結(jié)合β2受體除冠脈外皮膚、內(nèi)臟血管縮全身各器官血管縮骨骼肌、心、肝血管舒外周阻力↑、DP↑平滑肌胃腸道、支氣管血管舒較E弱代謝血糖↑、脂分解↑、較E弱耗氧↑、產(chǎn)熱↑第四十七頁，共五十七頁，2022年，8月28日血管升壓素（VP）=(抗利尿素ADH)

適宜刺激：下丘腦：視上核、室旁核血漿晶滲壓↑血容量↓Bp↓滲透壓感受器+容量感受器-壓力感受器-（+）血管升壓素(VP)下丘腦--垂體束垂體后葉血管收縮、抗利尿效應(yīng)（+）（+）來源：第四十八頁，共五十七頁，2022年，8月28日血壓系統(tǒng)的建模與仿真根據(jù)系統(tǒng)與電