1．1．2心脏的声音产生与传导机制

(1)心音的产生

由于心肌收缩和舒张，瓣膜启闭，血流冲击心室壁和大动脉壁及形成湍流等因素引起的振动，通过周围组织传播到胸壁，如将耳紧贴在胸壁的适当位置上或用听诊器在胸壁一定部位，所听到“通，塔”的2个声音称为心音。通常很容易听到第一和第二心音，有时在某些情况下听到第三或第四心音。

    第一心音：发生在心脏收缩期开始，音调低沉，持续时间较长(约0.15秒)。产生的原因包括心室肌的收缩，房室瓣突然关闭以及随后射血入主动脉等引起的振动。第一心音的最佳听诊部位在锁骨中线第五肋间隙或在胸骨右缘。  

第二心音：发生在心脏舒张期的开始，频率较高，持续时间较短(约0.08秒)。产生的原因是半月瓣关闭，瓣膜互相撞击以及大动脉中血液减速和室内压迅速下降引起的振动。第二心音的最佳听诊部位在第二肋间隙右侧的主动脉瓣区和左侧的肺动脉瓣区。

    第三心音和第四心音：第三心音发生在第二心音后0.1～0.2秒，频率低，它的产生与血液快速流入心室使心室和瓣膜发生振动有关，通常仅在儿童能听到，因为较易传导到体表。第四心音由心房收缩引起，也称心房音。

   如果从流体力学的角度来看，相关解释即是，在心电系统控制下心脏血流能动的边界推动的非牛顿流体运动，心脏瓣膜的运动、流体（即血液）的运动以及心肌的收缩及振动和心电系统的紧密耦合。

   现今对流体的研究理论已发展得比较成熟，如若把血液当作一种流体来看待， 则可以用相关流体理论来解释，在理想情况下，即只单独的考虑心脏，去除心电信号的作用和肌肉收缩的影响，且把心肌收缩力认为是沿边界分布的已知力，并假设设血液为理想流体（即不可压缩的牛顿流体），则心脏内的血液流动以及瓣膜的运动可以用几个方程来描述。在以上假设前提下，根据边界条件，这些方程是可以求解出来的。然而，由于实际上的方程求解十分繁杂，并且现实中不可能获得所有求解方程所必需的边界条件，所以现实条件下要求解这些方程几乎是不可能的。以下在现有的比较可靠的资料基础上，简单的论述心脏动力学相关问题的定性分析结果，以此了解心音信号的组成，了解心音信号的产生机理及其特点。

   上面提到过，对于心音的产生现今仍存在着争议，据早前的资料显示，很多人曾经认为心音是由心脏的瓣膜的关闭所产生，随着相关技术的发展和研究的深入，人们逐渐发现，心音的产生不仅与心脏的血流动力学反面的特征有关，而且与心脏的振动力学相关。关于瓣膜的运动情况，相关的研究很多，以下是本文作者所查阅到的相关表述[5]。

    主动脉瓣关闭：一般来说，正常人的主动脉瓣、肺动脉瓣和二、三尖瓣都处于同一平面内。主动脉瓣由三片新月形膜构成，由主动脉方向打开，而边缘向主动脉凸起，其根部有三个主动脉窦，窦内形成一驻涡。

     在主动脉瓣关闭的过程中瓣膜受到窦内旋涡和逆压力梯度的共同作用而产生复杂的振动形式，振动的过程中受到血液的流速、瓣膜本身的质量、主动脉窦内压力以及瓣膜的生物力学性质等诸多因素的影响。瓣膜(含房室瓣和动脉瓣)关闭的原因是流动减速造成的逆压力梯度，而不是流动速度。因而瓣膜的关闭对心脏的舒张来说很灵敏，几乎没有回流。由于逆压力梯度的存在使主动脉瓣迅速关闭，由逆压力梯度等因素促成的瓣膜的振动而后传向整个心脏(肺动脉瓣的关闭有与之类似的过程)。实际上当收缩期末，心室输出的血流减时，主动脉窦的涡旋因其惯性的存在，使得对瓣叶的压力没有改变，而对瓣膜的内侧的压力因血流减小而显著减小，这个压力差最终推动瓣膜关闭。