Pressure Volume Loopについて （医学生・研修医向け）

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Pressure Volume Loop

青の線が、左心室の収縮容量圧曲線（Emax）。

どうやって測るかというと―――

1. 拡張した左心室に「ある量」の血液を入れる。
2. そのまま左心室の出口を硬い蓋で閉じてしまう。
3. こうやって、絶対に血液がでていけない状態にしておいて、心臓を強制的に収縮させる。
4. 収縮中の左心室の最高内圧（Emax）を測定する。
5. 最初に入れる血液の量をちょっとずつ増やしながら、最高内圧を繰り返し測定していく。

こうやって・・・

容量をかえながら一回一回、最大収縮圧力を測定し、それらを一点一点結んでできるのが青の線（Emax）です。

この青の線の傾きは、心臓のContractilityの指標です。

出口を塞いで強制的に収縮させるのですから、

骨格筋を強制的に等尺運動させて全張力（Total tension）を測定する実験に似ています。

＊注：Contractilityは収縮力ではありません。適切な日本語訳がありませんが、あえていえば収縮性能でしょうか？

ところが・・・

実際の心臓では、収縮の途中で出口が開放されるため、

弁の開放後に圧があがらなくなります。

骨格筋でいうと、等尺性収縮から、突然、等張性収縮に途中でかわるようなもの。

等張性収縮では、張力が一定に保たれるように、

大動脈弁が開放してしまうと、心内圧はそれ以上上昇しなくなります。

なので、圧力がEmaxに到達することはありません。

つまり､青の線（Emax）を生体で測定することは不可能です。

そこで、どうするかというと・・・

とりあえず、何回か収縮末期の左心室の容量（V）と内圧（P）を測り、それをPVグラフにプロットして、青の線（Emax）としよう！

と、いうことになっています。

どういうわけか、収縮末期の左心室の容量と内圧の関係は、ほぼ、この青の線（Emax）の線上にのることがわかっているからです。

なんだか、アタリマエのようなアタリマエでないような・・・

左心室の「収縮末期の容量と内圧」の関係は、

正しくは、「収縮末期における左心室エラスタンス」（Ees）と、呼ぶべきであって、

Emaxとは全く異なるものです。

しかし、

前述したように、数々の研究で、EesのプロットとEmaxのプロットは、「どういうわけか」よく一致することがわかっているので、

まぁ、

臨床的には、生体でも測定可能なEesをつかって、Emax曲線の代用としているのです。

Emaxは左心室のContractilityをあらわしているわけですから、「収縮末期の左心室エラスタンス」（Ees）を評価すればContractilityを知ることができると考えられます。

緑の線は、左心室の拡張末期の容量圧曲線をあらわしています。

どうやって測るかというと、

1. 単純に、拡張した左心室に「ある量」の血液をいれて、内圧を測る。
2. 入れる血液の量を変えながら繰り返し測定していく。

骨格筋の受動張力（Passive tension）を測定する方法に似ています。

これは、結局、房室弁解放後、拡張中期～末期の心室内圧曲線です。

この曲線も、アタリマエでないようでアタリマエのように、何回か拡張末期の左心室の容量（V）と内圧（P)を測り、それをPVグラフに１回１回プロットして得られる曲線と、まぁ、よく一致することがわかっていますので、

それで代用できる・・・

と、いうことになっています。

大動脈の収縮末期エラスタンス（Ea）

ピンクの線の傾きは、大動脈の収縮末期エラスタンス（Ea）を反映します。

どうやって測定するかというと―――

1. 拡張した左心室に「ある量」の血液を入れる。
2. そのまま左心室の出口を伸びるゴム膜で閉じてしまう。
3. 心臓を強制的に収縮させる。
4. 収縮終了時の左心室の内圧を測る。
5. 収縮終了時にゴム膜が伸びて受け入れた血液の量を測る。
6. これを、ゴム膜の硬さを変えながら繰り返し測定していく。
7. さらに、最初に入れる血液の量を変えて１－６を繰り返す。

出口に張られたゴム膜が全く伸びなければ、Emaxの測定と同じことになります。

ところで―――

ちょっと難しい話になりますが、心臓の壁厚を考慮しなければ、左心室の壁張力（Wall tension）は、ある時点の左心室の径と圧の積に比例するため、図にすると、下図のような等高線としてあらわされます。

つまり、収縮末期や拡張末期の実際の壁張力（Wall tension）は、青の線とピンクの線の交点や、ピンクの線と緑の線の交点が、どの壁張力曲線上にあるかによって決まるといえます。

あえて立体的に書くとこんな感じ？

PreloadやAfterloadなどの壁張力（Wall tension）は、ほんとはこういう立体的な概念であって、pressure-volumeという２次元グラフではあらわせないんです。

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