心拍出量と一回拍出量

一回拍出量とは、心室が一回の拍動で駆出する血液量であり、心拍出量とは、その一回拍出量に心拍数を乗じたもので、心臓が1分間に拍出する血液の総量である。これらは合わせて、ポンプとしての心臓の性能を定量化し、血液供給が身体の代謝要求にどのように適合しているかを説明する。

Definition

一回拍出量とは、心室が一回の拍動で駆出する血液量（拡張末期容積から収縮末期容積を引いたもの）であり、心拍出量とは、1分間に拍出される血液量で、一回拍出量に心拍数を乗じたものに等しい。

Scope

この項目では、一回拍出量（前負荷、後負荷、収縮性）と心拍出量（一回拍出量と心拍数）の定義と決定要因、およびそれらの測定原理について扱う。これらは臓器全体の拍出量として扱われ、力の細胞基盤については心筋収縮の項目で、心腔の機能については心室機能の項目で扱われる。

Core questions

• 一回拍出量と心拍出量の違いは何ですか？
• 前負荷、後負荷、収縮性はそれぞれ一回拍出量にどのように影響しますか？
• 心拍数は一回拍出量とどのように相互作用して拍出量を決定しますか？
• 一回拍出量と心拍出量はどのように測定されますか？
• 心拍出量は変化する代謝要求にどのように適合されますか？

Key concepts

• 一回拍出量 = 拡張末期容積 - 収縮末期容積
• 心拍出量 = 一回拍出量 × 心拍数
• 前負荷、後負荷、収縮性
• 心係数（体表面積で標準化された拍出量）
• 駆出率
• Fickの原理と熱希釈法による測定

Key theories

Frank-Starling機構

拡張末期充満が増加すると一回拍出量が増加する。これは、心筋の伸展が増加すると収縮力が増大し、心臓が心室機能曲線に示されるように静脈還流に合わせて拍出量を調整できるためである。

Mechanisms

一回拍出量は、3つの要因によって決定される。前負荷（心室充満の程度で、Sarnoffによって記述されたFrank-Starling機構を介して力を高める）、後負荷（心室が駆出する際の負荷で、短縮に抵抗する）、および収縮性（負荷とは独立した収縮の固有の強さ）である。一回拍出量に心拍数を乗じることで心拍出量が得られ、これは循環供給の主要な指標であり、心係数として体表面積に対する相対値で表すことができる。拍出量は、Langによって要約されたASE/EACVI心腔定量化推奨に従って、心腔容積の超音波検査による非侵襲的推定、またはFickの原理や熱希釈法を用いた侵襲的測定によって測定される。

Clinical relevance

心拍出量と一回拍出量は、循環の適切性を評価する上で中心的な指標であり、ショック、心不全、運動能力の評価の基礎となる。一方、心腔容積から導かれる駆出率は、心室機能の日常的な臨床指標である。この項目は、参照のための生理学および測定原理を説明するものであり、個々の診断や治療決定の根拠となるものではない。

Evidence & guidelines

一回拍出量の決定要因は、古典的な生理学（Sarnoffの心室機能曲線）と標準的な教科書に基づいている。一方、心腔容積と駆出率の現代的な測定は、ASE/EACVI心腔定量化推奨（Lang, 2015）に従っている。

History

アドルフ・フィックは19世紀に、酸素摂取量と動静脈酸素較差から心拍出量を計算する原理を提唱し、その名は今日まで残っている。一回拍出量の充満依存性は、Frank-Starlingの伝統の中で定式化され、Sarnoffの心室機能曲線によって定量化された。そして、ASE/EACVI推奨のような現代の画像診断に関するコンセンサス文書は、今日使用されている容積測定を標準化した。

Key figures

• Ernest Starling
• Adolf Fick
• Stanley Sarnoff

Seminal works

• sarnoff-1955
• lang-2015

Frequently asked questions

一回拍出量と心拍出量はどのように関連していますか？

心拍出量は、一回拍出量に心拍数を乗じたものに等しいです。一回拍出量は1回の拍動で駆出される血液量なので、それに1分間の拍動数を乗じることで、1分間に拍出される血液量が得られます。

一回拍出量を決定する3つの要因は何ですか？

前負荷（心室がどれだけ充満するか）、後負荷（心室が駆出する際に抵抗しなければならない抵抗）、および収縮性（収縮の固有の強さ）です。前負荷または収縮性を増加させると一回拍出量は増加しますが、後負荷を増加させると一回拍出量は減少する傾向があります。