Download CARDIOVASCULAR PHYSIOLOGY

PULMONARY
CIRCULATION
CARDIOVASCULAR
PHYSIOLOGY
SYSTEMIC
CIRCULATION
ํ
สาหร
ับหล ักสูตร
แพทย์แผนไทยฯ และกายอุปกรณ์ฯ
Wattana B. Watanapa, MD PhD
Physiology, Siriraj, Mahidol
CLOSED CIRCUIT
CVP
MAP
Ohm’
Ohm’s Law
V=IR
Pressure
difference
P=QR
Pressure
difference
mmHg
V.R.
Venous return
Flow
l/min, ml/s
Flow (vol/time)
In a closed circuit,
flow must be the
same at all levels
.
. . C.O. = V.R.
= MAP - CVP
Resistance
mmHg.min/l
Central venous
pressure
Mean arterial
pressure
C.O.
Flow = Velocity x Area
m3/s =
m/s
x
m2
Cardiac output
1
Pulmonary vascular resistance
Electrical circuit :
Ohm’
Ohm’s Law
Hydraulic circuit :
Resistance
=
V=IR
P=QR
P/Q
MAP - CVP = C.O. x TPR
Total peripheral resistance (TPR)
Systemic vascular resistance (SVR)
~ 0 mmHg
.
. . MAP = C.O. x TPR
Resistance
CARDIAC
OUTPUT
=
STROKE
VOLUME
่
ปริมาตรสงออกจาก
ห ัวใจ 1 ห้องใน 1 นาที
(l/min, ml/min)
HEART
RATE
X
่
ปริมาตรสงออก
จากห ัวใจ 1 ห้อง
ต่อการบีบต ัว 1 ครงั้
(l, ml)
จํานวนครงที
ั้ ห
่ ัวใจ
บีบต ัวใน 1 นาที
(min-1)
Viscosity
ความหนืด
Poiseuille Law
R = 8nL
r4 . ll
.
..R
n, R
1
r4
P=QR
MAP
C.O.
Stroke
volume
Heart
rate
TPR
Arteriolar
radius
compliance
Viscosity
P=QR
2
Blood
• ปริมาตรเลือด 70-75 ml/kg bw
• เลือด = เม็ดเลือด + plasma
• Hematocrit (Hct.)
= % rbc volume / total bl. vol.
ค่าเฉลีย
่ = ชาย 42% หญิง 38%
• Anemia ช < 40% ญ < 36%
• Polycythemia > 50%
• hypovolemia
Arial systole
Isovolumic
relaxation
Isovolumic
contraction
Ventricular
filling
Semilunar valves
Atrium
Atria
Systole
Diastole
Aortic v.
Atrioventricular
valves
Mitral v.
Tricuspid v.
Ventricles
Ejection
Cardiac cycle
Pulmonic v.
End-diastolic
volume (EDV)
End-systolic
volume (ESV)
Stroke volume
SV = EDV - ESV
Ejection fraction (EF)
= (EDV-ESV)/ EDV
= SV/EDV
Systolic BP
Diastolic BP
Heart sound
S1 - AV valve ปิ ด
S2 - semilunar
valve ปิ ด
Murmurs
3
Pacemaker
SA node
atrial m.
AV node
common bundle
bundle branch
Purkinje fiber
ventricular m.
conducting system
fast vs slow
response AP
ectopic focus
Plateau phase
Plateau phase
SA & AV node
7.21
340
SA & AV node
diastolic depolarization
= pacemaker
4
symp
intrinsic parasymp
Phase 4 in SA
-> HR
Symp & Parasymp
modify
Heart rate อ ัตราห ัวใจเต้น
• คลํา apex beat
• Left 5th intercostal space, midclavicular line
ี
• คลําชพจร
• Radial pulse ทีข
่ อ
้ มือ
• Carotid pulse ทีค
่ อ
Chronotropic effects: +ve = เพิม
่ HR, -ve = ลด HR
• คลืน
่ ไฟฟ้าห ัวใจ ECG
Tachycardia = HR > 100 /min, bradycardia = HR < 60/min
P=QR
ปัจจ ัยเปลีย
่ นแปลงอ ัตราห ัวใจเต้น
•
•
•
•
อายุ
เด็ก > ผูใ้ หญ่
อุณหภูม ิ
ร้อน > เย็น
อารมณ์ โกรธ ตืน
่ เต้น ดีใจ ฯลฯ
ออกกําล ัง
• ขณะออกกําล ัง HR สูง
• ออกกําล ังสมํา
่ เสมอ น ักกีฬา
HR ขณะพ ักตํา
่
• นอน
HR ลด
MAP
C.O.
Stroke
volume
Heart
rate
Parasymp.
Vagal tone
TPR
Arteriolar
radius
Symp.
& Adr.
ํ ัญทีเ่ พิม
ปัจจ ัยสาค
่ stroke volume
FRANKFRANK-STARLING
MECHANISM
or Starling’
Starling’s law
of the heart
่ ัวใจมากขึน
้
• เลือดกล ับเข้าสูห
• Venous return เพิม
่
• Preload เพิม
่
• Frank-Starling Mechanism
stroke volume จึงเพิม
่
้
• แรงบีบต ัวของห ัวใจสูงขึน
• Contractility เพิม
่
Viscosity
PRELOAD
END-DIASTOLIC VOLUME (ml)
5
End-diastolic
volume (EDV)
Length-tension
relation
Sliding filament
mechanism
Stroke volume
SV = EDV - ESV
End-systolic
volume (ESV)
Ejection fraction (EF)
= (EDV-ESV)/ EDV
= SV/EDV
Ventricular function curves
preload = initial length
ปัจจ ัยทีม
่ ผ
ี ลต่อ Preload
• Venous return
• ปริมาตรเลือด
• Sympathetic venomotor tone
Some
indices of
ventricular
performance
e.g. SV, SW,
C.O., etc.
• Skeletal muscle pump
• Respiratory pump
• Pericardium
• Diastolic filling time
Some indices of initial length
e.g. LVEDV, LVEDP, etc.
CONTRACTILITY
Inotropic state
ความสามารถในการบีบต ัวของห ัวใจ
ึ่
ซงไม่
ได้เกิดจากการเปลีย
่ นแปลง
initial length (preload)
เกิดจากการเปลีย
่ นแปลง [Ca++]i,
++
Ca sensitivity, ขนาด & จํานวน
เซลล์, myosin ATPase activity
• Mitral หรือ tricuspid stenosis
Index for CONTRACTILITY
• Ejection fraction
(SV/EDV)
• ventricular function curve
• shift upward & left
6
contractility
shift upward
& left
ผลต่อ Contractility
= Inotropic effect
• Positive inotropic effects
contractility
shift downward
& right
• sympathetic, adrenaline
• thyroid H.
• increased [Ca++]ECF
• Negative inotropic effects
• Ca channel blocker
• myocardial ischemia or infarct
• heart failure
P=QR
Coronary a.
MAP
C.O.
Stroke
volume
Preload
(EDV)
Contractility
Heart
rate
Parasymp.
Vagal tone
V.R.
TPR
Arteriolar
radius
Viscosity
Symp.
& Adr.
Coronary blood flow
การควบคุม coronary a.
• Metabolism ของห ัวใจ
Metabolite สะสมมาก
-> Coronary a. ขยาย
• ออกกําล ัง
• Ischemia
• Angina pectoris
7