Wiggers-Diagramm erstellen
Beschriftete Wiggers-Diagramme des Herzzyklus mit Aorten-, Ventrikel- und Vorhofdruck, Ventrikelvolumen, EKG und Herztönen auf einer Zeitachse, dazu Klappenereignisse und linkes gegen rechtes Herz. Gedacht für Physiologie, Prüfungen und Paper.
Wiggers-Diagramm: Beispiele
Echte Ergebnisse der vier gezeigten Prompts: das vollständige Wiggers-Diagramm des linken Herzens mit EKG und Herztönen, eine Version mit sechs Beschriftungen nur mit Drücken und Volumen, die vier Klappenereignisse mit S1 und S2 sowie linkes und rechtes Herz im Vergleich. Wählen Sie eines, um seinen Prompt im Editor zu öffnen und anzupassen.
Wiggers-Diagramm erklärt: sieben Phasen zwischen vier Klappenlinien
Lesen Sie die beschriftete Abbildung von links nach rechts durch ihre nummerierten Spalten. Jede Phasengrenze ist das Öffnen oder Schließen einer Klappe, als gestrichelte Linie durch alle vier Felder gezogen.
- 1
1–2 Vorhofsystole → isovolumetrische Kontraktion
Nach der P-Welle kontrahieren die Vorhöfe (a-Welle); nach dem QRS schließt die Mitralklappe mit S1 bei 130 mL.
- 2
3–4 Schnelle und langsame Austreibung
Der Ventrikeldruck erreicht den Aortendruck, die Aortenklappe öffnet und das Volumen fällt von 130 auf 50 mL.
- 3
5 Isovolumetrische Relaxation
An der Inzisur und bei S2 schließt die Aortenklappe; der Druck fällt bei geschlossenen Klappen und flachem Volumen.
- 4
6–7 Schnelle Füllung → Diastase
Sinkt der Ventrikeldruck unter den Vorhofdruck, öffnet die Mitralklappe und der Ventrikel füllt sich wieder.
Wo jede Klappe öffnet und schließt: die vier Druckkreuzungen
Jede Klappe des linken Herzens bewegt sich genau in dem Moment, in dem die Ventrikelkurve die Kurve auf der anderen Seite der Klappe kreuzt.
- 1
1 und 2: Mitralklappe schließt, Aortenklappe öffnet
Der Ventrikeldruck übersteigt den Vorhofdruck (S1), dann den Aortendruck; dazwischen sind alle Klappen zu.
- 2
3 und 4: Aortenklappe schließt, Mitralklappe öffnet
Er fällt an der Inzisur unter den Aortendruck (S2), dann unter den Vorhofdruck, und die Füllung beginnt.
- 3
Nur das Schließen ist hörbar
S1 und S2 liegen auf den Linien 1 und 3; das Öffnen an den Linien 2 und 4 ist im gesunden Herzen stumm.
Wiggers-Diagramme und andere Herzzyklus-Diagramme
Ein Herzschlag lässt sich als Kurven gegen die Zeit, als Herzen in jeder Phase oder als Schleife aus Druck gegen Volumen zeichnen. Nennen Sie die Form, die Ihr Kurs oder Paper verwendet; dies sind die gesuchten Versionen.
Wiggers-Diagramm beschriftet
Die vollständige Abbildung des linken Herzens: Aorten-, linksventrikulärer und linksatrialer Druck auf einer Achse von 0–120 mmHg, darunter das linksventrikuläre Volumen, dann EKG und Phonokardiogramm, alles gegen etwa 0,8 s Zeit bei 75 Schlägen pro Minute. Eine beschriftete Version benennt a-, c- und v-Welle, die Inzisur, enddiastolisches und endsystolisches Volumen, P-Welle, QRS und T-Welle, S1 und S2, die vier Klappenereignisse und die sieben Phasen.
Herzzyklus-Schema mit Herzen
Herzen statt Kurven: ein Schnittbild pro Phase, mit Pfeilen für den Blutfluss und jeder Klappe offen oder geschlossen gezeichnet. Vier Felder sind das übliche Minimum: Vorhofsystole, isovolumetrische Kontraktion, Austreibung sowie Relaxation mit Füllung. Es ist die Version für die erste Stunde; zum Wiggers-Diagramm wird sie, sobald Druck und Zeitablauf zählen.
Herzzyklus mit EKG
Die elektrische Aufzeichnung über der mechanischen, um zu zeigen, dass jede Welle kurz vor dem Ereignis kommt, das sie auslöst. Die P-Welle geht der Vorhofsystole voraus, der QRS-Komplex dem Anstieg des Ventrikeldrucks und dem Schluss der Mitralklappe, und die T-Welle fällt spät in die Austreibung, vor den Schluss der Aortenklappe. Bitten Sie um senkrechte Hilfslinien von jeder Welle zu den Druckkurven.
Phasen des Herzzyklus als Flussdiagramm
Die sieben Phasen als Kästen in einem Kreis, jeweils mit Klappenzustand: Vorhofsystole (Mitralklappe offen, Aortenklappe zu), isovolumetrische Kontraktion (beide zu), schnelle und langsame Austreibung (Aortenklappe offen), isovolumetrische Relaxation (beide zu), schnelle Füllung und Diastase (Mitralklappe offen). Nützlich als Lernblatt neben der Kurve; die Vier-Phasen-Version fasst die beiden Austreibungs- und die drei Füllungsphasen zusammen.
Wiggers-Diagramm bei Aortenstenose und -insuffizienz
Aortenstenose: In der Austreibung steigt die linksventrikuläre Kurve weit über die Aortenkurve (Spitze von 180 mmHg oder mehr gegen etwa 120 mmHg), die Lücke ist der Druckgradient über der Klappe, der Aortenanstieg kommt langsam und spät, und ein Crescendo-Decrescendo-Geräusch liegt zwischen S1 und S2. Aorteninsuffizienz: Der Aortendruck fällt in der Diastole tief ab, die Blutdruckamplitude ist also groß, und das Ventrikelvolumen steigt während der eigentlich isovolumetrischen Relaxation weiter.
Wiggers-Diagramm bei Mitralstenose und -insuffizienz
Mitralstenose: Der linksatriale Druck bleibt in der ganzen Diastole über dem linksventrikulären, bei etwa 20–25 mmHg statt unter 12, und die Ventrikelfüllung ist langsam, mit diastolischem Rumpeln nach dem Mitralöffnungston. Mitralinsuffizienz: In der Systole fließt Blut in den Vorhof zurück, die v-Welle wird hoch und es gibt keine echte isovolumetrische Kontraktion, mit einem Geräusch von S1 bis S2.
Druck-Volumen-Diagramm (kein Wiggers-Diagramm)
Eine andere Abbildung aus denselben zwei Kurven: linksventrikulärer Druck gegen linksventrikuläres Volumen statt gegen die Zeit, sodass sich ein Herzschlag zu einer Schleife gegen den Uhrzeigersinn schließt. Die vier Ecken sind die vier Klappenereignisse, die Breite ist das Schlagvolumen und die Fläche die Schlagarbeit. Fordern Sie es beim Namen an, denn ein Wiggers-Prompt wird keine Schleife. Der Vergleich unten stellt beide nebeneinander.
Herztöne im Herzzyklus
S1 und S2 auf den Linien des Klappenschlusses, die Zusatztöne an ihrer Stelle: S3 in der schnellen Füllung kurz nach Öffnen der Mitralklappe, normal bei Kindern und Sportlern und später im Leben ein Zeichen von Herzinsuffizienz; S4 kurz vor S1 in der Vorhofsystole, wenn der Vorhof Blut in einen steifen Ventrikel drückt. Ergänzen Sie ein gespaltenes S2, wenn Aorten- und Pulmonalklappe bei Einatmung getrennt schließen.
Die 7 Phasen des Herzzyklus im Wiggers-Diagramm
Klabundes Einteilung in sieben Phasen, von links nach rechts ab der P-Welle gelesen. Die Klappenspalten gelten für das linke Herz; Trikuspidal- und Pulmonalklappe bewegen sich rechts fast zur selben Zeit.
| Phase | Mitral- und Aortenklappe | Was die Kurven tun |
|---|---|---|
| 1 Vorhofsystole | Mitral offen, Aorta zu | Folgt der P-Welle; a-Welle im Vorhofdruck; Ventrikelvolumen füllt sich auf etwa 130 mL auf |
| 2 Isovolumetrische Kontraktion | Beide zu | Beginnt nach dem QRS mit S1; Ventrikeldruck schießt hoch, Volumen bleibt flach; c-Welle |
| 3 Schnelle Austreibung | Mitral zu, Aorta offen | Ventrikel- und Aortendruck steigen gemeinsam auf etwa 120 mmHg; Volumen fällt steil |
| 4 Langsame Austreibung | Mitral zu, Aorta offen | Drücke beginnen zu fallen; Volumen sinkt langsamer auf etwa 50 mL; die T-Welle erscheint |
| 5 Isovolumetrische Relaxation | Beide zu | Beginnt mit S2 und der Inzisur; Ventrikeldruck fällt steil bei flachem, niedrigem Volumen; v-Welle erreicht ihr Maximum |
| 6 Schnelle Füllung | Mitral offen, Aorta zu | Ventrikeldruck fällt unter den Vorhofdruck; Volumen steigt rasch; hier ggf. S3 |
| 7 Langsame Füllung (Diastase) | Mitral offen, Aorta zu | Drücke und Volumen flachen ab, der Aortendruck sinkt bis zur nächsten P-Welle weiter auf 80 mmHg |
Nicht jeder Kurs zählt sieben. Ein Vier-Phasen-Schema behält Ventrikelfüllung, isovolumetrische Kontraktion, Austreibung und isovolumetrische Relaxation; andere fassen schnelle und langsame Austreibung zusammen oder nennen Phase 7 Diastase. Bei 75 Schlägen pro Minute ist die Diastase die längste Phase und die erste, die bei steigender Herzfrequenz verschwindet. Nennen Sie das Schema Ihres Kurses, und die Abbildung wird passend beschriftet.
Was ist ein Wiggers-Diagramm?
Ein Wiggers-Diagramm ist das Standarddiagramm des Herzzyklus in der Physiologie: Aorten-, linksventrikulärer und linksatrialer Druck, linksventrikuläres Volumen, EKG und Herztöne als übereinanderliegende Kurven gegen eine Zeitachse für einen einzigen Herzschlag. Die Ausrichtung zeigt, warum jede Klappe öffnet oder schließt, nämlich dort, wo sich zwei Druckkurven kreuzen, und was Volumen, EKG und Töne in diesem Moment tun. Benannt ist es nach dem US-amerikanischen Physiologen Carl J. Wiggers.
Kernfakten
- Ein Herzzyklus dauert bei 75 Schlägen pro Minute etwa 0,8 s. Davon entfallen etwa 270 ms auf die Ventrikelsystole und etwa 430 ms auf die Ventrikeldiastole; steigt die Herzfrequenz, verkürzt sich vor allem die Diastole.
- Klappen öffnen und schließen dort, wo sich die Druckkurven kreuzen. Die Mitralklappe schließt, wenn der Ventrikeldruck den Vorhofdruck übersteigt, die Aortenklappe öffnet, wenn er den Aortendruck übersteigt, und die umgekehrten Kreuzungen schließen die Aortenklappe und öffnen die Mitralklappe.
- Der linke Ventrikel fasst am Ende der Diastole etwa 130 mL und am Ende der Systole etwa 50–60 mL. Die Differenz von etwa 70–80 mL ist das Schlagvolumen; geteilt durch das enddiastolische Volumen ergibt sie eine Ejektionsfraktion von rund 55–60 %.
- S1 ist der Schluss von Mitral- und Trikuspidalklappe; S2 der Schluss von Aorten- und Pulmonalklappe. Das Öffnen der Klappen ist im gesunden Herzen stumm, deshalb stehen nur zwei Töne im Phonokardiogramm.
- Etwa 70–80 % der Ventrikelfüllung sind passiv. Blut strömt durch die offene Mitralklappe ein, bevor die Vorhöfe kontrahieren; die Vorhofkontraktion am Ende der Diastole liefert die letzten 20–30 %.
Wiggers-Diagramm vs. Druck-Volumen-Diagramm
Ein Wiggers-Diagramm trägt Druck, Volumen, EKG und Herztöne gegen die Zeit auf; ein Druck-Volumen-Diagramm trägt den linksventrikulären Druck gegen das linksventrikuläre Volumen auf, die Zeit verschwindet und ein Schlag wird zur geschlossenen Schleife. Beide enthalten dieselben vier Klappenereignisse: im Wiggers-Diagramm als senkrechte Linien an Kurvenkreuzungen, in der Schleife als ihre vier Ecken.
| Wiggers-Diagramm | Druck-Volumen-Diagramm | |
|---|---|---|
| Horizontale Achse | Zeit, etwa 0,8 s für einen Schlag | Linksventrikuläres Volumen, etwa 50 bis 130 mL |
| Vertikale Achse | Druck (mmHg), dazu Volumen-, EKG- und Tonfelder | Linksventrikulärer Druck (mmHg) |
| Klappenereignisse | Gestrichelte Linien an den Kreuzungen der Druckkurven | Die vier Ecken der Schleife |
| Schlagvolumen | Abfall der Volumenkurve von EDV auf ESV | Breite der Schleife |
| Phasendauer | Direkt an der Zeitachse ablesbar | Nicht dargestellt; die Schleife hat keine Zeitskala |
| Typische Verwendung | Zeitablauf, Herztöne und EKG lehren | Kontraktilität, Vorlast, Nachlast und Schlagarbeit |
Um das eine in das andere zu überführen, lesen Sie Druck und Volumen im Wiggers-Diagramm zum selben Zeitpunkt ab und tragen jedes Paar als Punkt ein. Die senkrechten Kanten der Schleife sind die beiden isovolumetrischen Phasen, die Unterkante ist die Füllung und die gewölbte Oberkante die Austreibung.
Fragen zum Wiggers-Diagramm
Wie liest man ein Wiggers-Diagramm?
Lesen Sie es in senkrechten Schnitten: Wählen Sie einen Zeitpunkt auf der Zeitachse und schauen Sie gerade nach unten durch alle Felder. In diesem Moment zeigt das Druckfeld, welche Kammer stärker drückt und damit welche Klappen offen sind, das Volumenfeld, ob der Ventrikel füllt, auswirft oder keins von beiden, das EKG, welches elektrische Ereignis gerade war, und der Tonstreifen, ob gerade eine Klappe geschlossen hat. Beginnen Sie links an der P-Welle und gehen Sie nach rechts durch die sieben Phasen.
Was sind die 7 Phasen des Herzzyklus?
Vorhofsystole, isovolumetrische Kontraktion, schnelle Austreibung, langsame Austreibung, isovolumetrische Relaxation, schnelle Füllung und langsame Füllung (Diastase). Die Phasen 2 bis 4 sind die Ventrikelsystole, die Phasen 5 bis 7 plus Phase 1 die Ventrikeldiastole. Im Wiggers-Diagramm wird jede Phase durch ein Klappenereignis oder eine Steigungsänderung der Volumenkurve begrenzt.
Was sind die 4 Phasen der Herzaktion?
Ventrikelfüllung, isovolumetrische Kontraktion (Anspannungsphase), Austreibung und isovolumetrische Relaxation (Entspannungsphase): das Sieben-Phasen-Schema, in dem Vorhofsystole, schnelle Füllung und Diastase zur Füllung und die beiden Austreibungsphasen zu einer zusammengefasst sind. Die vier Grenzen sind die vier Klappenereignisse, deshalb passt dieses Schema auch auf die Ecken eines Druck-Volumen-Diagramms.
Ist ein Herzzyklus-Diagramm dasselbe wie ein Wiggers-Diagramm?
Oft, aber nicht immer. In Physiologie und Medizin meint „Herzzyklus-Diagramm“ meist das Wiggers-Diagramm mit den übereinanderliegenden Druck-, Volumen-, EKG- und Tonkurven. In der Schulbiologie kann es auch eine Folge von Herzschnitten sein, die zeigt, welche Kammern kontrahieren und welche Klappen offen sind. Das Tool zeichnet beides; sagen Sie Kurven oder Herzen.
Wodurch entsteht die Inzisur (dikrote Welle)?
Durch den Schluss der Aortenklappe. Wenn der Ventrikel erschlafft, fällt sein Druck unter den Aortendruck, Blut fließt kurz Richtung Herz zurück und schlägt die Klappe zu; der Rückprall erzeugt eine kleine Delle und dann einen Buckel in der Aortenkurve. Sie markiert das Ende der Austreibung, fällt mit S2 zusammen und leitet die isovolumetrische Relaxation ein.
Was sind a-, c- und v-Welle in der Vorhofdruckkurve?
Die a-Welle ist die Vorhofkontraktion, die c-Welle das Vorwölben der Mitralklappe in den Vorhof zu Beginn der Ventrikelkontraktion, und die v-Welle die Füllung des Vorhofs aus den Lungenvenen gegen die geschlossene Mitralklappe. Die v-Welle erreicht ihr Maximum kurz vor dem Öffnen der Mitralklappe; danach fällt der Vorhofdruck, weil Blut in den Ventrikel strömt. Dieselben drei Wellen zeigen sich im rechten Vorhof und im Jugularvenenpuls.
Warum heißt sie isovolumetrische Kontraktion?
Weil der Ventrikel kontrahiert, während beide Klappen geschlossen sind, sein Volumen sich also nicht ändern kann. Die Mitralklappe hat gerade geschlossen, die Aortenklappe noch nicht geöffnet; der Druck steigt in etwa 50 ms von rund 10 auf rund 80 mmHg, während die Volumenkurve flach beim enddiastolischen Volumen bleibt. Die isovolumetrische Relaxation ist dieselbe flache Strecke in umgekehrter Richtung, nach dem Schluss der Aortenklappe.
Wo liegen S1 und S2 im Wiggers-Diagramm?
S1 am Beginn der isovolumetrischen Kontraktion, wenn Mitral- und Trikuspidalklappe kurz nach dem QRS-Komplex schließen; S2 an der Inzisur, wenn Aorten- und Pulmonalklappe kurz nach der T-Welle schließen. Das Intervall von S1 bis S2 ist die Ventrikelsystole, von S2 bis zum nächsten S1 die Diastole, bei normaler Herzfrequenz die längere der beiden.
Wie passt das EKG zum Herzzyklus?
Jede EKG-Welle kommt kurz vor dem mechanischen Ereignis, das sie auslöst. Die P-Welle (Vorhofdepolarisation) geht der Vorhofsystole voraus, der QRS-Komplex (Kammerdepolarisation) dem Anstieg des Ventrikeldrucks, und die T-Welle (Kammerrepolarisation) kommt, bevor die Ventrikel erschlaffen und die Aortenklappe schließt.
Wie bestimmt man Schlagvolumen, Ejektionsfraktion und Herzfrequenz im Wiggers-Diagramm?
Das Schlagvolumen ist enddiastolisches minus endsystolisches Volumen auf der Volumenkurve, zum Beispiel 130 − 60 = 70 mL; die Ejektionsfraktion ist Schlagvolumen geteilt durch enddiastolisches Volumen, hier etwa 54 %; die Herzfrequenz ist 60 geteilt durch die Dauer eines Zyklus in Sekunden, 0,8 s ergeben also 75 Schläge pro Minute. Schlagvolumen mal Herzfrequenz ergibt das Herzzeitvolumen, in diesem Beispiel etwa 5,25 L/min.
Wie verändert eine Aortenstenose das Wiggers-Diagramm?
Die linksventrikuläre Kurve steigt in der Austreibung weit über die Aortenkurve, und die Lücke dazwischen ist der Klappengradient. Die Aortenkurve selbst steigt langsam und erreicht ihr Maximum spät, die Austreibungsphase verlängert sich, und ein systolisches Crescendo-Decrescendo-Geräusch erscheint im Tonstreifen zwischen S1 und S2.
Quellen
- 19.3 Cardiac Cycle, in OpenStax Anatomy and Physiology 2e — OpenStax
- Cardiac Cycle — Cardiovascular Physiology Concepts — Richard E. Klabunde
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