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心脏和血管的生物学特征
心脏是一个中空的肌肉器官，位于胸腔的中央偏左侧，由一间隔分为左右两个腔室，每个腔室又分为位于上部的『心房』和下部的『心室』两部分。血液进入心房，再由心室输出。心室的进口和出口都有瓣膜，确保血液单向流动。
心脏的主要功能是给躯体供氧和清除体内代谢产物(如二氧化碳等)。简言之，心脏是经由躯体收集缺氧血液，并将其泵入肺，在经过充分气体交换后，心脏将含氧血液泵到全身组织器官来完成其功能。
心脏的功能
每次心搏包括『舒张期』 (心脏各腔室松弛充满血液)及『收缩期』 (心脏腔室收缩泵出血液)。两个心房一起收缩和舒张，两个心室也一起收缩和舒张，但心房与心室的动作是不同步的。
下面简单谈谈血液在心脏内的流动过程。首先，来自于躯体的缺氧而富含二氧化碳的血液通过两条最大的静脉(腔静脉)回流到右心房。当其充满后，将血液推入右心室。然后，经过肺动脉瓣，右心室将血液泵入肺动脉进入肺脏。在肺脏内，血液流经广布于肺泡周围的细小毛细血管床，并与肺泡内的气体进行气体交换，吸收氧气和释放二氧化碳，后者经过呼气排出。随后，这些含氧血液经由肺静脉流入左心房。医学上，将右心室-肺-左心房循环称为『肺循环』。当左心房充满后，将这些含氧血液推入左心室。然后，经过主动脉瓣将血液泵入全身最大的动脉—主动脉。这些含氧血液将供应全身除肺脏以外的所有器官组织。
心臟內面觀
顯示正常血流方向的心臟剖面圖。
血 管
循环系统(心血管系统)的其余部分由动脉、小动脉、毛细血管、小静脉及静脉组成。动脉强而柔韧，它运载从心脏来的血液，并经受最高的血液压力(血压)。动脉血管的弹性有助于维持两次心搏之间的血压。较小的动脉和小动脉壁的肌层能调节其管径以增加或减少流向某一区域的血液。毛细血管非常细小，其管壁极薄，它在动脉与静脉之间扮演桥梁作用。毛细血管管壁可允许血液中的氧气和营养物质进入组织，同时亦允许组织内的代谢产物进入血液。随后，这些血液流经小静脉、静脉，最后回到心脏。由于静脉的管壁薄且通常管径比动脉大，因此，在运送相同体积的血液时，其流速较慢，压力亦较低。
心脏的血液供应
心肌本身也要接受流经心房和心室血流的一小部分。一个动静脉系统(冠状动脉循环)向心肌提供含氧血液并将缺氧血液返流回右心房。分向心脏的左、右冠状动脉起源于主动脉起始部。由于收缩时心脏受到很大压力，因此大部分血液都在舒张期流经冠状动脉循环。
心脏疾病的症状
心脏疾病没有单一的特异症状，只是某些症状能暗示心脏病存在的可能性，但当几种症状同时出现时，常能得到几乎肯定的诊断。医师首先透过病史和身体检查进行诊断。然后经过检验室检查来确认诊断、评估疾病的严重程度以及帮助拟定治疗计划。然而，有时严重的心脏病患者，甚至在疾病晚期也可能没有症状。常规健康体检或因其他疾病而就诊时也有可能不会发现这些无症状的心脏病。
心脏疾病症状包括：某种类型的胸痛、气促、乏力、心悸(常显示心跳减慢、增快或不规则)、头晕目眩、晕厥等。然而，出现这些症状并非必然存在心脏病。例如：胸痛可能显示心脏病，但也可发生在呼吸系统疾病和胃肠道疾病。
疼痛
心肌不能获得足够的血液和氧(称为心肌缺血)以及过多代谢产物堆积都能导致痉挛。常说的心绞痛就是由于心肌不能获得足够的血液供应而产生的一种胸部紧缩感或压迫感。然而，在不同的个体之间，这种疼痛或不适感的类型和程度都有很大的差异。有些患者在心肌缺血时，可能始终没有胸痛发生(称为隐匿性心肌缺血)。
如果其他肌肉组织(特别是腓肠肌)不能获得足够的血液供应，患者常在运动中感到肌肉紧缩感和乏力性疼痛(间歇性跛行)。
心包炎(心脏周围囊腔的炎症或损伤)所导致的疼痛常在病人平卧时加重，而在坐位或前倾位时减轻，运动不会使疼痛加重。由于可能存在胸膜炎，故呼吸可能会加重或减轻病人的疼痛。
当动脉撕裂或破裂时，病人出现剧痛，这种疼痛来去匆匆且可能与身体活动无关。有时这种病损可能发生在大动脉，特别是主动脉。主动脉的过度伸展或膨隆部分(动脉瘤)突然出现渗漏，或者内膜轻度撕裂，血液渗漏入主动脉夹层。这些损害可导致突然的严重疼痛。疼痛可发生在颈后、肩胛间区、下背部或腹部。
左心室收缩时，位于左心房和左心室之间的一组瓣膜可能会脱向左心房(二尖瓣脱垂)，这种病人有时可出现短暂发作的刺痛，通常这种疼痛位于左乳下，且与体位和活动无关。
气喘
气喘是心力衰竭的常见症状，是液体渗出到肺脏中肺泡间质的结果，称为肺充血或肺水肿，类似溺水。在心力衰竭的早期，气促只出现在体力活动时。随着心衰的加重，轻微活动时也发生气喘，直至静息状态下都出现气喘。卧位时液体渗到整个肺脏，而站立位时由于重力作用液体主要分布在双肺底部，故心衰竭病人卧位时发生气喘或加重而站立位时症状减轻。夜间阵发性呼吸困难是病人夜间平卧时发生的气促，站立后可减轻。
气喘不只见于心脏疾病，罹患肺部疾病、呼吸道肌肉疾病以及影响呼吸过程的神经系统疾病亦可出现气喘。任何导致氧供与氧需失衡的疾病或状态，如贫血时血液携氧不足或甲状腺亢进时氧耗过度等，皆可致患者气喘。
乏力
当心脏泵血能力下降时，活动期间流向肌肉的血液不足无法满足需求，此时患者常感到疲乏与倦怠。但这些症状常难以捉摸，不易引起患者的重视。患者常经由逐渐减少活动量来适应或归咎于衰老的表现。
心悸
通常情况下，人们对自己的心跳没有感觉。但在某些情况下，如剧烈活动后，甚至正常人亦会察觉到自己的心跳非常有力、快速或不规律。经由脉搏触诊或心脏听诊，医生可以证实这些症状。心悸症状是否属于异常，取决于对如下问题的回答：有无诱因、是突然发生或是逐渐发生、心跳频率、是否有心律不整及其严重程度等。心悸与其他症状如气喘、胸痛、乏力和倦怠、眩晕等一道出现时常显示有心律失常或其他严重疾病存在。
头晕和晕厥
由于心率异常、节律紊乱或泵功能衰竭导致的心输出量减少可引起头晕和晕厥。这些症状也可由大脑或脊髓疾病引起，甚或没有严重的病因。如长久站立的士兵因腿部肌肉活动减少影响血液回流心脏，可能会出现头晕。强烈的情绪波动或疼痛刺激神经系统也可导致头晕和晕厥。医生必须鉴别心因性晕厥与癫痫，后者由大脑疾病引起。
心脏疾病的诊断
借助病史和体检，医师通常能确定受检者是否有心脏疾病。诊断试验用来证实诊断、确定疾病的程度和预后以及有助于拟定治疗计划。
病史和体检
医生首先要询问是否存在可能显示心脏病的症状，如胸痛、气喘、下肢水肿和心悸等。随后了解是否有其他症状，如发热、软弱、乏力、以及不适等，这些症状也有可能与心脏病有关。下一步要了解受检者过去感染、接触化学品、药物、酒精及吸烟的情况，家庭及工作环境，以及娱乐活动等。医生也会询问家庭成员中是否有心脏病或其他疾病患者以及受检者是否患有影响心血管系统的其他疾病。
在体格检查中，要注意体重、全身情况及有无面色苍白、多汗和嗜睡等情况。心脏病可以影响患者的情绪和自身对健康的感觉。
苍白或发绀可能预示存在贫血或血流灌注不足(可由于肺部疾病、心衰或各种循环疾病所致)，因此，观察皮肤色泽有重要意义。
透过对颈动脉、腋动脉、肘动脉、腕动脉、腹主动脉、腹股沟动脉、动脉、踝动脉及足背动脉等的扪诊，估计血流量是否足够以及两侧是否对称。测量血压和体温。这些异常都有助于心脏病诊断。
由于颈静脉直接与心脏的右心房相连，故而是进入右心的血流压力和容量的指示，因此医生都要检查颈静脉状况。检查中要求受检者卧位，上半身抬高与地平面呈40度角。有时，受检者也可平卧、坐位或站立位。
医师按压踝部、小腿部位，有时也包括下背部的皮肤，检查皮下组织水肿情况。使用眼底镜(一种用来检查眼睛内部情况的仪器)来检查视网膜(位于眼睛后部内表面的感光膜)的血管和神经。高血压、糖尿病、动脉粥样硬化及心瓣膜细菌感染的患者常有眼底异常。
观察胸部，确定其呼吸频率和呼吸运动是否正常，然后用手指轻敲胸壁(叩诊)以判定肺脏是否全由空气充满；叩诊也有助于确定是否存在心包腔或胸膜腔积液。借助听诊器，医师可以确定气道是否通畅以及肺内有无因心衰而出现的液体渗出。
医师将手置于胸壁来判定心脏的大小和每次心脏收缩的类型及强度。有时，血管内或心腔室间的异常、紊乱的血流引起的震颤可以通过手指尖或手掌感觉到。
使用听诊器，可听到由于心瓣膜开、闭产生的不同的声音。瓣膜或心脏结构异常引起的血液紊乱流动(湍流)可产生特征性的声音(杂音)。典型的紊流发生在当血液流过狭窄或有漏隙的瓣膜时。并不是所有心脏病皆会产生杂音，也不是所有杂音都提示心脏病的存在。妊娠妇女常存在心脏杂音，这是由于血流正常增加的结果。而在婴儿和小孩，由于血流速度较快且心脏结构较小，故常出现无害性杂音。即使在没有严重基础心脏病的高龄个体，由于血管壁、瓣膜和其他组织的逐渐硬化，也易产生紊流。
将听诊器置于动脉和静脉表面，有时亦可闻及杂音，这可能提示血管狭窄或在血管之间存在异常通道。
腹部的检查以明确是否有因回心的主要静脉淤血而导致的肝脏肿大。因积液导致的腹部膨隆常提示有心衰。也应检查脉搏和主动脉的搏动。
诊断检查
很多检查可帮助获得快速、准确的诊断。这些技术包括：电学检查、Ｘ光、超音波心动图、核磁共振显像(MRI)、正电子发射断层摄影(PET)和心导管术等。
大多数的心脏检查方式危险性很小，但随着检查技术复杂程度和患者心脏病的严重程度增加，检查的危险性也相应增高。心导管术及造影术导致的脑中风、心肌梗塞或死亡等主要并发症的危险性大约是1/1,000。运动试验引起心肌梗塞或死亡的危险性大约为１/5,000。放射核素试验的危险性只源于所接受的极小量的放射物质，实际上，这些射线的剂量还小于X光的照射量。
心电图
心电图(ECG)是一种快速、简便、无痛的检查技术，它能将心脏产生的电冲动放大并将其记录在条形记录纸上。透过对ECG的分析，医师能了解心脏起搏点(触发每一次心脏搏动的地方)、心脏神经传导通路、心率及心律等情况。
检查时，医检师将小的金属电极置于受检者上、下肢和胸壁的皮肤上。通过这些电极，能测得每次心搏期间心脏产生的电流强度及方向。用导线将这些电极与能记录电极电流轨迹的特殊仪器(心电图记录仪)相连，记录下通过每一电极的电流轨迹，这些电流轨迹被称为“导联”。
大多数怀疑为心脏病的患者都应作心电图检查。这种检查有助于医师鉴别很多心脏问题，包括心律异常、心肌缺血缺氧和心肌肥厚(可由于高血压引起)等。心电图也能显示心肌变薄或缺损，如心肌梗塞，因为这时心肌被其他组织所代替。
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心電圖：各波群的意義
运动负荷试验
经由增加受检者的运动量，能判断是否存在冠心病或其他心脏病及其严重程度。运动负荷试验(检查中监测心电图和血压)能揭示那些在静息状态下不能显示的心脏疾患。如当冠状动脉仅部分阻塞时，休息状态下心脏仍能获得足够的血供，但当患者运动时，将发生缺血。同时进行肺功能检测，能鉴别心因性或肺因性运动受限以及心脏和肺脏疾患共同所致的运动受限。
运动试验包括踏车和活动平板试验两种。试验中受检者按医师要求，逐渐增加运动量，同时进行持续的心电图监测及间断测量血压。通常，在受检者心率达到根据其年龄和性别计算的最大心率值的80%～90%前不能终止运动，除非试验中患者出现症状(如气促、胸痛或非常不适)或在心电图或血压记录上出现明显异常，此时应终止试验。
由于种种原因不能进行运动负荷试验者，可以进行压力心电图试验(stress electrocardiograms)，它能提供与运动负荷试验相同的信息而不必运动。使用能增加正常心脏组织血供而减少异常组织供血的药物如潘生丁或腺苷也可有同样的作用。
当出现肯定的心电图异常、心绞痛或血压下降等情况时，运动负荷试验显示存在冠心病。
没有任何试验是十全十美的。有时，没有冠心病的个体进行这些检查时亦会出现异常(假阳性)，而有时有明确冠心病的患者确没有任何异常发现(假阴性)。
没有症状的个体，尤其是年轻人，罹患冠心病的可能性相当低，尽管他们的运动试验可能有异常。运动试验常用来筛查表面上健康的个体，如在拟定一个运动计划或加入健康保险前应进行这些试验。许多假阳性将会引起不必要的焦虑和医疗费用增加。因此，大多数专家并不鼓励在无症状人群常规进行此项检查。
 持續非臥床心電圖(動態心電圖)
异常心律和心肌缺血的发生可能只是短暂的或不可预料的。医师常使用持续非卧床心电图(Holter监护仪)来检测这些问题。检查中，受检者带一个电池供电、能记录24小时或更长时间心电图仪器，要求患者记录检查期间的主要活动及症状。随后，用计算机对记录进行分析，了解心率及心律，找寻能引起心肌供血不足的心脏电活动改变以及分析日志中记录的症状与心电图改变的关系。
如有必要，当症状出现时，可透过电话线将患者心电图传送到计算机或医师办公室，立即获得分析结果。对有发作性意识丧失的个体，应同时记录心电图和脑电图。这些检查，有助于鉴别癫痫和心源性晕厥。
电生理学试验
常用电生理学试验来评价严重心律失常或电传导异常。用一根或数根细小的电极，从病人的静脉，有时从动脉，直接进入心腔以记录心腔内心电图并确定电传导通路的精确位置。
有时，医师在试验中有意诱发心律紊乱以寻找有效终止心律紊乱的药物或判定介入治疗或手术治疗有无帮助。必要时，通过电复律可随时转复紊乱的心律。尽管电生理试验是一种侵入性检查且要给予麻醉(一般是局部麻醉)，但检查的安全性是相当高的。死亡危险性大约为1/5,000。
放射学检查
所有怀疑有心脏病的患者都要进行胸部正、侧位X光检查，以了解心脏及其肺、胸大血管的形状和大小。心脏形态或大小以及其他异常，如心脏组织中的钙沉积等很容易发现。X光胸部摄影也能显示肺脏状况以及肺内或肺周组织中液体的积聚。
心力衰竭或心瓣膜异常常导致心脏肥大。但有时甚至严重心脏病患者，心脏形态也可能是正常的。缩窄性心包炎患者，由于瘢痕心包的限制，即使在心力衰竭发生时，X光下的心脏形态也可能是正常的。
较之心脏本身，肺内血管的状况常常能提供更有利于诊断的信息。如肺动脉近心端扩张以及肺内肺动脉变窄，常暗示右心室肥大。
计算机体层摄影
通常，计算机断层摄影(CT)并不用于心脏病的诊断，然而它能检出心脏、心包、大血管、肺和胸腔支撑结构异常。应用此项检查，能够精确定位异常的部位。
较新的超速CT(又名动态CT)能提供心脏的三D动态图像。因此，这种检查可被用于评价器官结构和活动的异常。
X光透视
透视是一种动态、连续的X光照射，可在荧光显示屏上显示心脏和肺脏的活动情况。然而，由于相对较高的X光照射剂量，因此，已用超音波心动图及其他检查代替。
但是，荧光透视目前仍是心导管检查和心电生理检查的一部分。它在一些涉及心脏瓣膜病和先天性心脏病的疑难病例中仍有一定价值。
超音波心动图
由于超音波心动图是非侵入性的、不用X光以及能够提供清晰的图像，在临床上的应用极为广泛。该项检查无害、无痛、相对便宜，故能被广泛接受。
超音波心动图通过记录探头(传感器)发射高频超音波并记录下由心脏和血管组织结构产生的反射波，产生和显示出清晰的动态图像。这种图像可被记录在磁带或记录纸上。经过探头变换不同的探查部位和角度，能获取心脏和血管不同角度的图像，从而获得心脏及血管结构和功能的诊断线索。要获得更为清晰的图像或分析心脏后方的结构，可将超音波探头透过咽喉部放入食管，称为经食管超音波心动图。
超音波心动图能够检测心脏壁的活动情况、心脏每搏泵血量(每搏输出量)、心包膜的厚度及疾病、心包内的液体量等。
超音波检测的主要类型包括：M型二维超音波心动图、杜普勒(Doppler)及彩色杜普勒。M型二维超音波心动图是最简单但应用广泛的一种检查方法，它只向心脏发送单束超音波，通过计算机处理后产生清晰的图像。杜普勒超音波用颜色表示血液的流动及紊乱的血流(彩色杜普勒)。该项检查能确定和显示心脏和血管内血液流动的方向和速度。透过这些图像，能了解心脏瓣膜关闭和开放是否正常、心脏和血管内结构及功能是否正常等。
核磁共振造影
核磁共振造影(MRI)使用高强度的磁场来产生清晰的心脏和血管图像。但在心脏病诊断上，这种非常昂贵、复杂的高技术已被普遍应用。
检查中，将人体置于一高磁场内，导致体内的原子核发生振动，从而产生特征性信号，经过计算机将这些信号转换成二维和三维图像。通常不需要对比物质(一种不能透过射线的染料，即造影剂)。不过，偶尔静脉注射类磁对比剂有助于确定心肌组织内的缺血区域。
但是，较之CT，MRI造影费时较长。且由于心脏处于运动当中，MRI在心脏的图像不甚清晰。另外，在MRI检查时，由于必须躺在巨大仪器的一狭小空间中，因此，有些受检者出现幽闭恐怖现象。
放射核素显像
检查中，要从静脉推入少量放射活性标记物(造影剂)，故受检者会接受一定量的射线，但射线量比大多数的X光检查要小。这些造影剂快速分布于全身(包括分布在心脏)。透过一种伽玛计数器能接收到这些射线。不同的射线记录仪可以记录单一的或一系列的计算机增强体层图像，后者称为单光子发射计算机体层摄影。透过计算机也可以产生三维图像。
放射性核素显像在诊断原因不明的胸痛时尤显有用。在冠心病患者，经过该项检查可以了解患者心脏供血及功能情况。临床上也用此项检查来评价支架术或类似手术后心肌供血恢复情况和心肌梗塞后患者的预后。
透过静脉注射201铊并记录受检者运动前、中、后的图像，从而了解心肌灌注情况。心肌摄取201铊的量取决于心肌的血流状况。在尖峰值运动时，心肌缺血将显示为放射性稀疏或缺失区(与周围血供正常的心肌区域比较)。对不能运动的患者，静脉注射某些药物(如潘生丁和腺苷)可达到相同的效果。
受检者休息数小时后，就要进行第二次扫描，以了解是否存在与冠状动脉狭窄有关的可逆的缺血区域或瘢痕性不可逆缺血区域，后者与以前曾发生的心肌梗塞有关。
如果怀疑有急性心肌梗死发生，则不用201铊，而改用99m锝。99m锝主要聚积在缺血心肌，而201铊则主要聚积在正常血供的区域。然而，由于99m锝也积蓄于骨骼组织，故在不同程度上肋骨可影响心脏显像的清晰度。
锝扫描常用于诊断急性心肌梗死。在心肌梗塞发生12～24小时后就能获得阳性信息，且可持续约1周左右。
正电子发射断层摄影
进行正电子发射断层摄影(PET)时，要从静脉注射一种被非放射性物质即正电子所标记的心肌营养素。数分钟后，这些标记物将到达心脏受检区域，通过一特殊扫描探头可以检测和记录到放射物高积聚区域。计算机将接收到的这些信息进行三维处理，从而显示心肌不同部分的活动情况。用正电子发射体层摄影生产的图像比其他核医学检查所得图像更清晰。不过，这些扫描检查费用高，除作为研究工具或在其他简单、价廉的检查不能获得明确的诊断时外，一般在临床上未广泛使用。
心导管术
心导管术借助于一根细的导管，通过上肢或下肢上较大的动脉或静脉，进入大血管或心腔内，来获得有用的信息。要了解右侧心脏时，导管通过静脉穿刺进入；而要了解左侧心脏时，导管则通过动脉穿刺进入。心导管可用于疾病的诊断和治疗。
在导管的末端常与一些辅助设备或其他设备相连接，从而可测定压力、观察血管内状况、了解心脏瓣膜狭窄程度以及使狭窄的动脉血管再通。心导管最主要用于心脏。
肺动脉导管是一种经特别设计的心导管，其顶端带有一气囊，通过穿刺上肢或颈部静脉放入；经过心脏右侧的心房和心室后，将此导管放入肺动脉处。临床上常使用此种导管来测量大血管和心腔的压力。同时也可测定流向肺动脉的心输出量(右心输出量)。通过导管还可采集血标本来测定血液中氧和二氧化碳的含量。由于将导管放入肺动脉会产生各种心律失常，故需要持续的心电监护。通常将导管移动到另一位置后，心律失常自动消失。如果心律失常持续存在，则需撤出心导管。
通过采集的血样，医生能进行有关的生化检查。另外，从心导管内注入染料，可记录大血管或心脏的X光电影成像，此时能显示心脏的解剖异常和血液流动异常。将一特殊装置通过导管放入心脏可获得心肌组织样本(心肌活检)，以便观察心肌组织的超威结构。可以分别测定心脏各腔室的压力以及各腔室内血液的氧气和二氧化碳含量(在心脏各腔室内含量是不一样的)。
通过分析左室壁心肌的运动状况和计算心脏泵出血液的效力，能评价心脏的能力(射血分数)。在一定程度上，此参数(射血分数)反映了心脏病患者心脏受损的程度。
. 冠状动脉造影
冠状动脉造影是一种利用导管来了解冠状动脉的检查手段。医师将一根细导管通过胳膊或大腿动脉植入心脏表面的冠状动脉中。整个过程将在X光透视的监视下进行。当导管末端被放在一适当位置时，将通过此导管注入一种能在X光下显影的染料物质(造影剂)，以便能在X光监视屏上清晰地显现出冠状动脉的轮廓。动态X光技术能提供更为清晰的心室腔和冠状动脉的影像。此项检查能清楚地揭示冠状动脉变细或狭窄等病症。在一个冠状动脉疾病患者，通过一根导管能将狭窄的冠状动脉扩张开来，此称为经皮腔内冠状动脉成形术(PTCA)。
在进行冠状动脉造影时，当注入造影剂后，受检者通常会感到一时性发热(尤其在头部和面部)。此时受检者心率轻度增加而血压可能有轻微的下降。较少情况下受检者会出现恶心、呕吐和咳嗽。严重反应(极为少见)包括休克、痉挛、肾脏问题和心跳暂停。从皮疹到危及生命的状况等过敏反应皆有可能发生。当导管触及心肌壁时，可发生心律失常。
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