心臓の圧力–容積（pressure–volume）関係

🧠 左心室の圧―容積ループ pressure-volume loop 容積ループ（pressure-volume loop） pressure-volume loop（容積ループ） （pressure–volume loop）は、一拍中の圧力と容積の変化を閉曲線で表し、充満・等容性収縮isovolumetric contraction等容性収縮（isovolumetric contraction）isovolumetric contraction（等容性収縮）・駆出ejection駆出（ejection）ejection（駆出）・等容性isovolumic 等容性（isovolumic）isovolumic（等容性） 弛緩を同時に読める。 ループの幅は一回拍出量 stroke volume一回拍出量（stroke volume） stroke volume（一回拍出量）、面積は一拍の外的仕事 external work 外的仕事（external work） external work（外的仕事） に対応する。

ループを構成する四相

心周期cardiac cycle心周期（cardiac cycle）cardiac cycle（心周期）を横軸に左心室容積、縦軸に左心室圧 ventricular pressure 心室圧（ventricular pressure） ventricular pressure（心室圧） をとって追跡する。充満では容積がESVからEDVへ増え、等容性収縮isovolumetric contraction 等容性収縮（isovolumetric contraction）isovolumetric contraction（等容性収縮） では容積一定のまま圧力が上昇する。駆出ejection 駆出（ejection）ejection（駆出） では圧力が一度上昇した後に低下しながら容積が減り、等容性isovolumic 等容性（isovolumic）isovolumic（等容性） 弛緩ではESVのまま圧力が下がる。

$SV$は一回拍出量 stroke volume一回拍出量（stroke volume） stroke volume（一回拍出量）、$EF$は駆出率 ejection fraction 駆出率（ejection fraction） ejection fraction（駆出率） である。EFは収縮機能の一指標だが、前負荷・後負荷afterload後負荷（afterload）afterload（後負荷）、心室形状、弁機能にも依存するため、単独で心筋収縮性 contractility 収縮性（contractility） contractility（収縮性） と同一視しない。¹

flowchart TD
  A["充満：容積が ESV から EDV へ増加"] --> B["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='mitral valve'>僧帽弁</span>閉鎖"]
  B --> C["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='isovolumetric contraction'>等容性収縮</span>：圧力上昇"]
  C --> D["大動脈弁開放・<span class='jp-term jp-term-diagram' title='ejection'>駆出</span>：<span class='jp-term jp-term-diagram' title='volume loss'>容積減少</span>"]
  D --> E["大動脈弁閉鎖"]
  E --> F["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='isovolumic'>等容性</span>弛緩：圧力低下"]
  F --> A

前負荷・後負荷・収縮性

前負荷は収縮直前の心筋伸展に関係し、概ねEDVの増加として現れる。後負荷afterload 後負荷（afterload）afterload（後負荷） は駆出 ejection 駆出（ejection） ejection（駆出） に逆らう動脈側負荷で、増加すると一般に駆出 ejection 駆出（ejection） ejection（駆出） 開始により高い圧力が必要となり、ESVが増えやすい。収縮性contractility 収縮性（contractility）contractility（収縮性） が高まると同じ前負荷・後負荷afterload 後負荷（afterload）afterload（後負荷） でもより小さいESVまで駆出 ejection 駆出（ejection） ejection（駆出） できる。

収縮終期end-systolic 収縮終期（end-systolic）end-systolic（収縮終期） 圧―容積関係（ESPVR）の局所的な傾きは比較的負荷依存性の小さい収縮性 contractility 収縮性（contractility） contractility（収縮性） 指標、拡張終期 telophase 終期（telophase） telophase（終期） 圧―容積関係（EDPVR）は心室の受動的な硬さ・コンプライアンスを反映する。ただし両関係は広い範囲で常に一本の直線とは限らない。病態を読むときは、ループの一箇所ではなく、幅・高さ・位置・境界関係がどう変わるかを考える。²

仕事への接続

ループの各点は一拍中の状態を示し、閉曲線が囲む面積$\left|\oint p,dV\right|$は心室が血液へ行う外的仕事 external work 外的仕事（external work） external work（外的仕事） になる。この意味は心臓の仕事で、循環側の圧力変化との関係は循環系の圧力変化で扱う。

まとめ

• 圧―容積ループ pressure-volume loop 容積ループ（pressure-volume loop） pressure-volume loop（容積ループ） は心周期 cardiac cycle 心周期（cardiac cycle） cardiac cycle（心周期） の圧力変化と容積変化を一つの閉曲線に統合する。
• ループの幅は$SV=EDV-ESV$、面積は一拍の外的圧―容積仕事を表す。
• 前負荷、後負荷afterload後負荷（afterload）afterload（後負荷）、収縮性contractility 収縮性（contractility）contractility（収縮性） はループを異なる方向へ変形させる。
• ESPVRは収縮性 contractility収縮性（contractility） contractility（収縮性）、EDPVRは拡張期の受動的硬さを評価する手掛かりになる。