Simulator für Herz und Herzzyklus
Gleichungen in dieser Simulation
| E(t) | Elastanz der Kammerwand | wie steif der Muskel ist: niedrig, während er erschlafft und sich füllt, steigt beim Zusammenziehen auf E_max; der Verlauf über jeden Schlag ist die gemessene Doppelhügelkurve | |
|---|---|---|---|
| E_max | Kontraktilität E_max (mmHg/mL) | von Adrenalin erhöht, von Herzinsuffizienz gesenkt | |
| V | Volumen der linken Kammer | V₀ = 10 mL ist das Volumen bei Druck null | |
| P_LV | Druck in der linken Kammer |
Mit den aktuellen Werten:
| C | Compliance der Arterien | 1,4 mL/mmHg: die Aorta dehnt sich, wenn Blut hineingedrückt wird, und federt dann zurück | |
|---|---|---|---|
| R | Systemischer Gefäßwiderstand R (mmHg·s/mL) | die Nachlast: verengte Arterien erhöhen sie | |
| P_ao | Druck in der Aorta | schwankt zwischen dem diastolischen und dem systolischen Blutdruck | |
| Q_out | Fluss durch die Aortenklappe | nur solange P_LV über P_ao liegt |
Mit den aktuellen Werten:
| EDV, ESV | enddiastolisches und endsystolisches Volumen | das Volumen, wenn die Kammer am vollsten und am leersten ist | |
|---|---|---|---|
| SV | Schlagvolumen | etwa 70 mL in Ruhe | |
| EF | Ejektionsfraktion | 55 bis 70 % bei einem gesunden Herzen; unter 40 % ist Herzinsuffizienz | |
| CO | Herzzeitvolumen | etwa 5 L/min in Ruhe, bei Anstrengung 20 oder mehr |
Mit den aktuellen Werten:
| MAD | mittlerer arterieller Druck | das Herz ist länger entspannt als zusammengezogen, darum liegt der Mittelwert näher am diastolischen Druck |
|---|
Mit den aktuellen Werten:
So benutzt du den Herzzyklus-Simulator
- Das Herz schlägt vor dir: die Kammern schwellen beim Füllen an und schrumpfen beim Auspressen, die gelben Klappen kippen auf und schlagen zu, und rote Punkte folgen dem Blut vom linken Vorhof durch die linke Kammer in die Aorta. Die Zahlen stammen aus einem Modell des linken Herzens: eine Kammer, deren Steifigkeit mit jedem Schlag steigt und fällt und die in elastische Arterien pumpt.
- Verfolge einen Schlag in den Diagrammen: der Kammerdruck steigt bei geschlossenen Klappen, öffnet die Aortenklappe und wirft Blut aus, fällt dann, die Mitralklappe öffnet sich und die Kammer füllt sich wieder. Die Druck-Volumen-Schleife unter dem Bild zeichnet denselben Schlag als geschlossene Schleife; ihre Breite ist das Schlagvolumen.
- Erhöhe Herzfrequenz, Kontraktilität (wie Adrenalin es tut), Füllungsdruck oder Gefäßwiderstand und sieh, wie Schlagvolumen, Ejektionsfraktion, Blutdruck und Herzzeitvolumen antworten. Mehr Füllung macht die Schleife breiter (der Frank-Starling-Mechanismus); mehr Widerstand erhöht den Druck und macht sie schmaler.
Häufige Fragen
Was sind die Phasen des Herzzyklus?
Vier, für jede Kammer. Füllung: die Mitralklappe ist offen und Blut fließt aus dem Vorhof ein. Anspannung: die Kammer zieht sich bei geschlossenen Klappen zusammen, der Druck schießt in die Höhe, ohne dass sich das Volumen ändert. Austreibung: der Druck übersteigt den Aortendruck, die Aortenklappe öffnet sich und Blut strömt aus. Entspannung: die Klappen sind wieder zu und der Druck fällt, bis sich die Mitralklappe wieder öffnet.
Wie berechnet man das Herzzeitvolumen?
Herzzeitvolumen = Herzfrequenz × Schlagvolumen. In Ruhe ergeben 70 Schläge pro Minute mal 70 mL pro Schlag etwa 4,9 L/min; bei harter Anstrengung erreicht ein trainiertes Herz 25 bis 35 L/min, indem es beides steigert. Das Schlagvolumen ist das enddiastolische Volumen minus das endsystolische Volumen.
Was ist die Ejektionsfraktion?
Der Anteil des Bluts in der vollen Kammer, der bei jedem Schlag ausgeworfen wird: EF = Schlagvolumen ÷ enddiastolisches Volumen. Ein gesundes Herz wirft 55 bis 70 % aus. Eine Ejektionsfraktion unter etwa 40 % ist eines der Hauptzeichen einer Herzinsuffizienz, und sie ist meist das, was eine Echokardiographie messen soll.
Was bedeuten Vorlast und Nachlast?
Die Vorlast ist, wie stark die Kammer vor der Kontraktion gefüllt und gedehnt ist, hier durch den Füllungsdruck eingestellt; mehr Dehnung ergibt einen kräftigeren Schlag, der Frank-Starling-Mechanismus. Die Nachlast ist das, wogegen die Kammer drücken muss, vor allem Arteriendruck und Gefäßwiderstand; mehr Nachlast heißt weniger ausgeworfenes Blut pro Schlag, wenn die Kontraktilität nicht steigt.
Es heißt, WebGL sei abgeschaltet.
Die 3D-Ansicht braucht WebGL, das jeder aktuelle Browser hat. Es kann abgeschaltet sein, wenn die Hardwarebeschleunigung in den Browsereinstellungen deaktiviert ist oder der Grafiktreiber sehr alt ist. Schalte die Hardwarebeschleunigung ein oder probier einen anderen Browser.
Wird etwas hochgeladen?
Nein. Die Simulation zeichnet dein eigener Browser mit WebGL; nichts wird irgendwohin gesendet, und sie läuft auch offline weiter, sobald die Seite geladen ist.