08.03.2024

Метод фика определение. Оценка сердечного выброса. Измерение сердечного выброса методом Фика. Некоторые технические аспекты работы катетеризационной лаборатории

В 1870 г. немецкий физиолог Адольф Фик впервые предложил метод измерения объема сердечного выброса у здоровых животных и людей. Основой этого метода, названного принципом Фика, является простое применение закона сохранения массы. Данный закон исходит из положения, что количество кислорода (О 2), доставленное в легочные капилляры через легочную артерию, плюс количество О 2 , попадающее в легочные капилляры из альвеол, должны равняться количеству О 2 , которое уносится легочными венами.

Принцип Фика схематически изображен на рис. 710251114.

Рис. 710251114. Схема, иллюстрирующая принцип Фика для измерения сердечного выброса[Мф16] .

Количество q 1 кислорода, доставленного в легкие, равно концентрации О 2 в крови легочной артерии ([О 2 ] ра ), помноженной на скорость кровотока в легочной артерии (Q), которая равна сердечному выбросу, т. е.

Обозначим количество кислорода, полученное легочными капиллярами из альвеол, как q 2 . При равновесии q 2 равно потреблению О 2 организмом. Количество О 2 , которое выводится по легочным венам (обозначим его q 3 ), равно концентрации кислорода в крови легочной вены, [О 2 ] pv „ помноженной на общий легочный венозный кровоток, фактически равный кровотоку в легочной артерии (Q), т.е.

Согласно закону сохранения массы

Таким образом, объем сердечного выброса

Это уравнение является формулировкой принципа Фика.

Для клинического определения объема сердечного выброса необходимы три значения:

1) объем потребления кислорода организмом;

2) концентрация кислорода в крови легочной вены ([О 2 ] pv );

3) концентрация кислорода в крови легочной артерии ([О 2 ] ра ).

Потребление кислорода рассчитывается на основе измерений объема выдыхаемого воздуха и содержания в нем кислорода через определенный промежуток времени.

Так как концентрация кислорода в периферической артериальной крови в значительной мере идентична его концентрации в легочных венах, определяется в пробе периферической артериальной крови, взятой иглой для пункций.

Кровь легочной артерии фактически представляет собой смешанную венозную кровь. Пробы крови для определения количества кислорода берутся из легочной артерии или правого желудочка через катетер.

Раньше использовался относительно жесткий катетер, который надо было вводить в легочную артерию под рентгеновским контролем. Сегодня очень гибкий катетер с маленьким баллончиком возле наконечника может быть введен в периферическую вену. Когда трубка внутри сосуда, кровоток переносит ее к сердцу. Следуя изменениям давления, врач может ввести наконечник катетера в легочную артерию без помощи рентгеноскопии.

Пример рассчета объема сердечного выброса здорового взрослого человека, находящегося в состоянии покоя, показан на рис. 710251114. При потреблении кислорода 250 мл/мин, его содержании в артериальной (легочной венозной) крови 0,20 мл на 1 мл крови и в смешанной венозной (легочной артериальной) крови 0,15 мл на 1 мл крови объем сердечного выброса равен 250/(0,20 - 0,15) = 5000 мл/мин.

Принцип Фика также используется для оценки потребления кислорода органами, когда есть возможность для определения кровотока и содержания кислорода в артериальной и венозной крови. Алгебраическая подстановка показывает, что оно равно кровотоку, умноженному на разницу между концентрациями О2 в артериальной и венозной крови. Например, если кровоток через одну почку составляет 700 мл/мин, содержание кислорода в артериальной крови равно 0,20 мл на 1 мл крови, а в крови почечной вены - 0,18 мл на 1 мл крови, скорость потребления должна быть 700 (0,2-0,18) = 14 мл О2 в 1 мин.

Метод Стюарта-Гамильтона определенияи сердечного выброса[Мф17]

Метод применения растворенных индикаторов для измерения объема сердечного выброса также основывается на законе сохранения массы; он схематично изображен на рис. 710251134.

Рис. 710251134. Метод разведения индикатора для измерения сердечного выброса. В этой модели, в которой нет рециркуляции, количество q, мг, красящего вещества одномоментно впрыскивается в точке А в кровоток при Q мл/мин. Смешанный образец жидкости, протекающей через точку В, пропускается с постоянной скоростью через денситометр; С - концентрация красителя в жидкости. Получающаяся в результате кривая концентрации красителя в точке В имеет конфигурацию, показанную в нижней части рисунка.

На схеме жидкость течет через трубку со скоростью Q (мл/с), и q (мг) красящего вещества одномоментно вводится в ее поток в точке А. Смешивание происходит в какой-то точке потока ниже по течению. Если небольшую пробу жидкости непрерывно там забирать (из точки В) и пропускать через денситометр, кривая концентрации красящего вещества, с, может быть записана как функция времени t (см. нижнюю часть рис. 710251134).

Если между точками А и В не происходит потери красящего вещества, количество красителя, q, проходящее через точку В между моментами времени t 1 и t 2 , будет равно

где - средняя концентрация красителя. Ее величина может быть вычислена путем деления размера области концентрации красителя на продолжительность (t 2 –t 1 ) кривой, т.е.

Подставляем величину с в уравнение 45.6 и вычисляем значение Q.

Таким образом, поток может быть измерен путем деления количества индикатора (красящего вещества), введенного в него выше по течению, на отрезок, расположенный под кривой концентрации красителя ниже по течению.

Этот метод широко использовался для измерения объема сердечного выброса у человека. Измеренное количество какого-либо индикатора (красителя или радиофармпрепарата, который остается внутри циркуляции) быстро вводится в крупную центральную вену или правую половину сердца через катетер. Артериальная кровь непрерывно пропускается через детектор (денситометр или счетчик радионуклидов), и кривая концентрации индикатора записывается как функция времени.

В настоящее время наиболее популярным методом растворения красящих веществ является термодилюционный метод. Как индикатор здесь используется холодный солевой раствор. Его температура и объем точно устанавливаются перед инъекцией. Гибкий катетер вводится в периферическую вену и продвигается так, чтобы наконечник попал в легочную артерию. Маленький терморезистор на конце катетера записывает изменения температуры. Отверстие в катетере находится на расстоянии нескольких дюймов от наконечника. Когда конец катетера помещен в легочную артерию, отверстие, соответственно, находится в правом предсердии или рядом с ним. Холодный солевой раствор быстро вводится через катетер в правое предсердие и вытекает через отверстие катетера. Изменение температуры ниже по течению крови записывается терморезистором в легочной артерии.

Термодилюционный метод обладает следующими преимуществами: 1) отпадает необходимость в артериальной пункции; 2) небольшие количества солевого раствора, используемые при каждом измерении, безвредны, что дает возможность проводить повторные измерения; 3) рециркуляция незначительна. Температура выравнивается за счет того, что охлажденная кровь протекает через сеть легочных и системных капилляров до того, как во второй раз проходит через терморезистор в легочной артерии.

Чрезвычайно важной характеристикой деятельности сердца является его производительность, т.е. ударный и, соответственно, минутный объем крови. Существует значительное количество прямых и расчетных способов определения сердечного выброса. Наиболее точными среди них являются электромагнитная флоуметрия, прямой кислородный метод Фика, ацетиленовый метод Гроллмана, методы разведения индикаторов (изотопов, температуры жидкости, красителей и пр.), называемые иногда по именам исследователей, обосновавших принцип метода - методом Стюарта-Гамильтона.

2.1. Расчет величины сердечного выброса при использовании электромагнитного расходомера

Электромагнитная флоуметрия относится к числу наиболее точных, современных методов оценки сердечного выброса, основанных на регистрации объемной скорости кровотока. Преимущества метода заключаются в возможности непрерывной регистрации и оценки систолического объема, измерении средней и мгновенной объемной скорости кровотока, проведении фазового анализа на протяжении сердечного цикла. Расчет ударного объема крови (УОК) ведется обычно по формуле:

где Ф макс - максимальный кровоток (мл/с), С - наружный диаметр аорты, равный диаметру датчика, п - толщина стенки аорты, равная 0,08 с; 1,66 - эмпирический коэффициент.

При использовании интегратора возможно быстрое, непосредственное определение и минутного объема крови (МОК), либо МОК находят из произведения УОК на ЧСС. Однако метод относится к числу инвазивных, требует, в зависимости от типа датчика (манжеточный, проточный или катетерный), вскрытия грудной клетки и доступа к аорте либо вскрытия просвета крупных артериальных стволов. Вполне очевидно, что не только в клинике, но и в эксперименте эти условия не всегда могут устраивать исследователя. В то же время при наложении манжеточного датчика на сонную артерию (что в эксперименте легко выполнимо) оказывается возможным расчетным путем определить величину МОК по следующей формуле:

где К - поправочный коэффициент, равный 2,1; У - объемная скорость кровотока в сонной артерии; R 1 - радиус аорты (находится по номограмме); R 2 - радиус сонной артерии (находится до исследования в условиях интактной гемодинамики).

2.2. Расчет величины сердечного выброса при использовании методов разведения индикаторов

Принцип применения методов разведения индикаторов заключается в том, что индикатор быстро вводится в вену как можно ближе к правому предсердию (в эксперименте прямо в правое предсердие), после чего непрерывно определяют его содержание в артериальной крови, лучше всего в аорте или ее крупных ветвях (в эксперименте вдуге аорты). Чем скорее появляется и исчезает индикатор из артериальной крови, тем больше величина минутного объема крови. В качестве индикатора обычно применяют коллоидные красители: Т-1824 или синьку Ивенса (молекулярный вес 960,84; пик абсорбции при длине волны около 640 мм); кардиогрин или зелень Фокса; индигокармин; бром-сульфалимин; вафазурин; пофавердин или уивердин; голубую краску Гейги 536 и др. Кроме красок применяют изотопы йод - 431, хром - 51, радиоактивный криптон или ксенон. В последние годы получает все большее применение метод терморазведения, описанный Фиглером в 1954 году и значительно усовершенствованный М.И. Гуревичем с соавт.; А.Д.Смирновым с соавт.; Д.Е.Вальковым и Ю.Н.Цыбиннм и др. В качестве индикатора обычно используется изотонический раствор хлористого натрия комнатной температуры или охлажденный до + 10°С. Метод не дает нежелательного окрашивания крови и тканей организма и позволяет многократное определение величины МОК. Однако для высокой точности измерений требуется катетеризация, поскольку инъекция физиологического раствора желательна непосредственно в правое предсердие, а термодатчик (обычно термистор МТ-54) должен находиться в восходящей части дуги аорты. Эти условия в клинике могут быть выполнены лишь специалистом хирургом, что ограничивает распространение метода.

В экспериментах зонд с термодатчиком вводится в устье аорты через одну из общих артерий, чаще через первую. Однако при этом сонная артерия перекрывается, что неминуемо ведет к изменению функционального состояния барорецепторов каротидного синуса. В этой связи мы используем обычно иной путь введения зонда с термистором - через бедренную (В.В.Брин, 1977) или подкрыльцовую (В.Б.Брин, 1979) артерии. При этом сонные артерии и каротидные синусы остаются интактными. Введение зонда в правое предсердие мы также осуществляем через подкрыльцовую вену.

Принимая во внимание, что методики разведения индикаторов относятся к числу наиболее распространенных прямых способов определения МОК, мы считаем целесообразным привести способы расчета величины МОК по кривым разведения индикаторов.

При использовании красочных индикаторов МОК находится по формуле:

где 1 - скорость введения красителя, мг/мин; С - концентрация красителя в плазме при достижении плато концентрационной кривой, мг/л.

При использовании метода терморазведения МОК находится по формуле:

где v - объем вводимого раствора, мл; (Тк-Тр) - разность температур крови и индикатора, град.С; R - скорость движения диаграммной бумаги, регистрирующей кривую устройства, мм/с; А - площадь, ограниченная кривой терморазведения, мм 2 ; f - чувствительность регистрирующей системы, град/мм; S I d I - соответственно удельная теплоемкость и удельный вес раствора (для физраствора 0,997 и 1,02); S 2 d 2 - удельная теплоемкость и удельный вес крови (0,870 и 1,05).

Как видно из приведенных выше формул вне зависимости от используемого индикатора для расчета величины МОК необходимо определение площади кривой разведения. Нисходящая часть кривой требует коррекции, т.к. она искажена рециркуляцией крови и повторным поступлением индикатора к месту регистрации (рис.1).

Наиболее точным является полулогарифмический метод корригирования кривой с дальнейшей планиметрией или гравиметрией, однако из-за трудоемкости чаще применяют упрощенные методы расчета площади кривой, не требующее такой коррекции.

В физиологических условиях величина минутного объема крови левого желудочка примерно на 1% превышает минутный объем крови правого желудочка за счет поступления небольшого количества крови из бронхиальных вен в легочные и из тебезиевых вен в полость левого желудочка. Поэтому, учитывая такую малую разницу, обычно считают величину сердечного выброса равной для обоих желудочков сердца. Однако в ряде случаев необходимо знать точную величину минутного объема крови раздельно для правого и левого желудочков.

Для определения минутного объема крови правого желудочка в настоящее время обычно используются две группы методов: разведения индикатора и методы, основанные на принципе Фика.

Группа методов разведения, применяемых для определения минутного объема правого желудочка, основана на расчете времени и степени разведения индикатора, вводимого в полость правого желудочка одномоментно или с постоянной скоростью (метод Стюарта-Гамильтона).

При использовании метода терморазведения физиологический раствор вводят непосредственно в полость правого желудочка, синхронизируя момент введения с диастолой (либо в правое предсердие), а регистрация кривой разведения проводится в легочной артерии. Принято считать, что этот метод позволяет наиболее точно определить величину МОК правого желудочка. Формулы расчета МОК для индикаторных методов аналогичны описанным для левого желудочка (21)-(23).

2.3. Расчет величины сердечного выброса при использовании метода Фика и его модификаций

Принцип Фика состоит в том, что количество вещества, поглощенного или ввделенного кровью,прямо пропорционально величине кровотока и разнице между концентрацией этого вещества в притекающей и оттекающей крови. При определении минутного объема крови правого желудочка (МОК пж) анализ производится по насыщению крови кислородом. Следует помнить, что это исследование должно проводиться строго в условиях основного обмена и устойчивого состояния пациента.

При этом определение содержания кислорода в крови, взятой из полости правого желудочка или легочной артерии (PаО 2 об%) и из легочных вен или левого предсердия (РV O 2 o6%), производят на газоанализаторе или кюветном оксигемометре. Потребление кислорода (РО 2 мл/мин) определяют на аппарате Холдена по разнице содержания кислорода в окружающем и в выдыхаемом воздухе. Последний в течение 3 мин собирают в мешок Дугласа. Величина минутного объема крови определяется по формуле:

где РСО 2 - количество углекислого газа в выдыхаемом воздухе; РаСO 2 и PVCO 2 - соответственно содержание СO 2 в крови из легочной артерии и легочных вен.

Представляет интерес и метод определения минутного объема крови по азоту (Ли и Дюбуа в модификации Каплан и Кимбель):

где РN 2 О - количество поглощенного N 2 O; РаN 2 O - средняя концентрация N 2 O в мешке и альвеолах после уравновешивания; 0,47 - растворимость N 2 O в крови, об%.

Вполне очевидно, что методы, основанные на принципе Фика, могут использоваться и для определения выброса левого желудочка.

2.4. Реографические методы определения и расчета сердечного выброса

2.5. Расчет сердечного выброса по формулам

Источник : Брин В.Б., Зонис Б.Я. Физиология системного кровообращения. Формулы и расчеты. Издательство Ростовского университета, 1984. 88 с.

Литература [показать]

Александров А.Л., Гусаров Г.В., Егурнов Н.И., Семенов А.А. Некоторые косвенные методы измерения сердечного выброса и диагностики легочной гимертензии. - В кн.: Проблемы пульмонологии. Л., 1980, вып. 8, с.189.
Амосов Н.М., Лшцук В.А., Пацкина С.А. и др. Саморегуляция сердца. Киев, 1969.
Андреев Л.Б., Андреева Н.Б. Кинетокардиография. Ростов н/Д: Изд-во Рост, у-та, 1971.
Брин В.Б. Фазовая структура систолы левого желудочка при деафферентации синокаротидных рефлексогенных зон у взрослых собак и щенков. - Пат. физиол, и экспер. терап., 1975, №5, с.79.
Брин B.Б. Возрастные особенности реактивности синокаротидного прессорного механизма. - В кн.: Физиология и биохимия онтогенеза. Л., 1977, с.56.
Брин В.Б. Влияние обзидана на системную гемодинамику у собак в онтогенезе. - Фармакол. и токсикол., 1977, №5, с.551.
Брин В.Б. Влияние альфа-адреноблокатора пирроксана на системную гемодинамику при вазоренальной гипертензии у щенков и собак. - Бюл. экспер. биол. и мед., 1978, №6, с.664.
Брин В.Б. Сравнительно-онтогенетический анализ патогенеза артериальных гипертензий. Автореф. на соиск. уч. ст. док. мед. наук, Ростов н/Д, 1979.
Брин В.Б., Зонис Б.Я. Фазовая структура сердечного цикла у собак в постнатальнал отногенезе. - Бюл. экспер. биол. и мед., 1974, №2, с. 15.
Брин В.Б., Зонис Б.Я. Функциональное состояние сердца и гемодинамика малого круга при дыхательной недостаточности. - В кн.: Дыхательная недостаточность в клинике и эксперименте. Тез. докл. Всес. конф. Куйбышев, 1977, с.10.
Брин В.Б., Сааков Б.А., Кравченко А.Н. Изменения системной гемодинамики при экспериментальной реноваскулярной гипертонии у собак разного возраста. Cor et Vasa, Ed.Ross, 1977, т.19, №6, с.411.
Вейн А.М., Соловьева А.Д., Колосова О.А. Вегетно-сосудистая дистония. М., 1981.
Гайтон А. Физиология кровообращения. Минутный объем сердца и его регуляция. М., 1969.
Гуревич М.И., Берштейн С.А. Основы гемодинамики. - Киев, 1979.
Гуревич М.И., Берштейн С.А., Голов Д.А. и др. Определение сердечного выброса методом термодилюции. - Физиол. журн. СССР, 1967, т.53, №3, с.350.
Гуревич М.И., Брусиловский Б.М., Цирульников В.А., Дукин Е.А. Количественная оценка величины сердечного выброса реографическим методом. - Врачебное дело, 1976, № 7, с.82.
Гуревич М.И., Фесенко Л.Д., Филиппов М.М. О надежности определения сердечного выброса методом тетраполярной грудной импедансной реографии. - Физиол. журн. СССР, 1978, т.24, № 18, с.840.
Дастан Х.П. Методы исследования гемодинамики у больных гипертензией. - В кн.: Артериальные гипертензии. Материалы советско-американского симпозиума. М., 1980, с.94.
Дембо А.Г., Левина Л.И, Суров Е.Н. Значение определения давления в малом круге кровообращения у спортсменов. - Теория и практика физической культуры, 1971, № 9, с.26.
Душанин С.А., Морев А.Г., Бойчук Г.К. О легочной гипертензии при циррозе печени и определении ее графическими методами. - Врачебное дело, 1972, №1, с.81.
Елизарова Н.А., Битар С., Алиева Г.Э., Цветков А.А. Изучение регионарного кровообращения с помощью импедансометрии. - Терап.архив, 1981, т.53, № 12, с.16.
Заславская P.M. Фармакологические воздействия на легочное кровообращение. М., 1974.
Зернов Н.Г., Кубергер М.Б., Попов А.А. Легочная гипертензия в детском возрасте. М., 1977.
Зонис Б.Я. Фазовая структура сердечного цикла по данным кинетокардиографии у собак в постнатальном онтогенезе. - Журн. эволюцион. биохимии и физиол., 1974, т.10, № 4, с.357.
Зонис Б.Я. Электромеханическая деятельность сердца у собак различного возраста в норме и при развитии реноваскулярной гипертонии, Автореф. дис. на соиск. уч.ст. канд.мед.наук, Махачкала, 1975.
Зонис Б.Я., Брин В.Б. Влияние однократного приема альфа-адренергического блокатора пирроксана на кардио- и гемодинамку у здоровых людей и больных артериальными гипертензиями, - Кардиология, 1979, т.19, № 10, с.102.
Зонис Я.М., Зонис Б.Я. О возможности определения давления в малом круге кровообращения по кинетокардиограмме при хронических заболеваниях легких. - Терап. архив, 4977, т.49, № 6, с.57.
Изаков В.Я., Иткин Г.П., Мархасин B.C. и др. Биомеханика сердечной мышцы. М., 1981.
Карпман В.Л. Фазовый анализ сердечной деятельности. М., 1965
Кедров А.А. Попытка количественной оценки центрального и периферического кровообращения электрометрическим путем. - Клиническая медицина, 1948, т.26, № 5, с.32.
Кедров А.А. Электроплетизмография как метод объективной оценки кровообращения. Автореф. дис. на соиск. уч. ст. канд. мед. наук, Л., 1949.
Клиническая реография. Под ред. проф. В.Т.Шершнева, Киев, 4977.
Коротков Н.С. К вопросу о методах исследования кровяного давления. - Известия ВМА, 1905, № 9, с.365.
Лазарис Я.А., Серебровская И.А. Легочное кровообращение. М., 1963.
Лериш Р. Воспоминания о моей минувшей жизни. М., 1966.
Мажбич Б.И., Иоффе Л.Д., Замещений М.Е. Клинико-физиологические аспекты регионарной электроплетизмографии легких. Новосибирск, 1974.
Маршалл Р.Д., Шефферд Дж. Функция сердца у здоровых и бальных. М., 1972.
Меерсон Ф.З. Адаптация сердца к большой нагрузке и сердечная недостаточность. М., 1975.
Методы исследования кровообращения. Под общей редакцией проф. Б.И.Ткаченко. Л., 1976.
Мойбенко А.А., Повжитков М.М., Бутенко Г.М. Цитотоксические повреждения сердца и кардиогенный шок. Киев, 1977.
Мухарлямов Н.М. Легочное сердце. М., 1973.
Мухарлямов Н.М., Сазонова Л.Н., Пушкарь Ю.Т. Исследование периферического кровообращения с помощью автоматизированной окклюзионной плетизмографии, - Терап. архив, 1981, т.53, № 12, с.3.
Оранский И.Е, Акселерационная кинетокардиография. М., 1973.
Орлов В.В. Плетизмография. М.-Л., 1961.
Осколкова М.К., Красина Г.А. Реография в педиатрии. М., 1980.
Парин В.В., Меерсон Ф.З. Очерки клинической физиологии кровообращения. М., 1960.
Парин В.В. Патологическая физиология малого круга кровообращения В кн.: Руководство по патологической, физиологии. М., 1966, т.3, с. 265.
Петросян Ю.С. Катетеризация сердца при ревматических пороках. М., 1969.
Повжитков М.М. Рефлекторная регуляция гемодинамики. Киев, 1175.
Пушкарь Ю.Т., Большов В.М., Елизаров Н.А. и др. Определение сердечного выброса методом тетраполярной грудной реографии его метрологические возможности. - Кардиологии, 1977, т.17, №17, с.85.
Радионов Ю.А. Об исследовании гемодинамики методом разведения красителя. - Кардиология, 1966, т.6, №6, с.85.
Савицкий Н.Н. Биофизические основы кровообращения и клинические методы изучения гемодинамики. Л., 1974.
Сазонова Л.Н., Больнов В.М., Максимов Д.Г. и др. Современные методы изучения в клинике состояния резистивных и емкостных сосудов. -Терап. архив, 1979, т.51, №5, с.46.
Сахаров M.П., Орлова Ц.Р., Васильева А.В., Трубецкой А.З. Два компонента сократимости желудочков сердца и их определение на основе неинвазивной методики. - Кардиология, 1980, т.10, №9, с.91.
Селезнев С.А.., Вашетина С.М., Мазуркевич Г.С. Комплексная оценка кровообращения в экспериментальной патологии. Л., 1976.
Сывороткин М.Н. Об оценке сократительной функции миокарда. - Кардиология, 1963, т.З, №5, с.40.
Тищенко М.И. Биофизические и метрологические основы интегральных методов определения ударного объема крови человека. Автореф. дис. на соиск. уч. ст. докт. мед. наук, М., 1971.
Тищенко М.И., Сеплен М.А., Судакова З.В. Дыхательные изменения ударного объема левого желудочка здорового человека. - Физиол. журн. СССР, 1973, т.59, №3, с.459.
Тумановекий М.Н., Сафонов К.Д. Функциональная диагностика заболеваний сердца. М., 1964.
Уигерс К. Динамика кровообращения. М., 1957.
Фельдман С.Б. Оценка сократительной функции миокарда по длительности фаз систолы. М., 1965.
Физиология кровообращения. Физиология сердца. (Руководство по физиологии), Л., 1980.
Фолков Б., Нил Э. Кровообращение. М., 1976.
Шершевский Б.М. Кровообращение в малом круге. М., 1970.
Шестаков Н.М. 0 сложности и недостатках современных методов определения объема циркулирующей крови и о возможности более простого и быстрого метода его определения. - Терап. архив, 1977, №3, с.115. И.устер Л.А., Бордюженко И.И. О роли компонентов формулы определения ударного объема крови методом интегральной реографии тела. -Терап. зрхив, 1978, т.50, ?4, с.87.
Agress С.M., Wegnes S., Frement В.P. et al. Measurement of strolce volume by the vbecy. Aerospace Med., 1967, Dec, p.1248
Blumberger K. Die Untersuchung der Dinamik des Herzens bein Menshen. Ergebn.Med., 1942, Bd.62, S.424.
Bromser P., Hanke С. Die physikalische Bestimiung des Schlagvolumes der Herzens. - Z.Kreislaufforsch., 1933, Bd.25, № I, S.II.
Burstin L. -Determination of pressure in the pulmonary by external graphic recordings. -Brit.Heart J., 1967, v.26, p.396.
Eddleman E.E., Wilis K., Reeves T.J., Harrison Т.К. The kinetocardiogram. I. Method of recording precardial movements. -Circulation, 1953, v.8, p.269
Fegler G. Measurement of cardiac output in anaesthetized animals by a thermodilution method. -Quart.J.Exp.Physiol., 1954, v.39, P.153
Fick A. Über die ilessung des Blutquantums in den Herzventrikeln. Sitzungsbericht der Würzburg: Physiologisch-medizinischer Gesellschaft, 1970, S.36
Frank M.J., Levinson G.E. An index of the contractile state of the myocardium in man. -J.Clin.Invest., 1968, v.47, p.1615
Hamilton W.F. The physiology of the cardiac output. -Circulation, 1953, v.8, p.527
Hamilton W.F., Riley R.L. Comparison of the Fick and dye-dilution method of measurement the cardiac output in man. -Amer.J. Physiol., 1948, v.153, p.309
Kubicek W.G., Patterson R.P.,Witsoe D.A. Impedance cardiography as a noninvasive method of monitoring cardiac function and other parameters of the cardiovascular system. -Ann.N.Y.Acad. Sci., 1970, v.170, p.724.
Landry A.B.,Goodyex A.V.N. Hate of rise left ventricular pressure. Indirect measurement and physiologic significance. -Acer. J.Cardiol., 1965, v.15, p.660.
Levine H.J., McIntyre K.M., Lipana J.G., Qing O.H.L. Force-velocity relations in failing and nonfailing hearts of subjects with aortic stenosis. -Amer.J.Med.Sci., 1970, v.259, P.79
Mason D.T. Usefulness and limitation of the rate of rise of intraventricular pressure (dp/dt) in the evaluation of iqyocardial contractility in man. -Amer.J.Cardiol., 1969, v.23, P.516
Mason D.T., Spann J.F., Zelis R. Quantification of the contractile state of the intact human heat. -Amer.J.Cardiol., 1970, v.26, p. 248
Riva-Rocci S. Un nuovo sfigmomanometro. -Gas.Med.di Turino, 1896, v.50, №51, s.981.
Ross J., Sobel В.E. Regulation of cardiac contraction. -Amer. Rev.Physiol., 1972, v.34, p.47
Sakai A.,Iwasaka T., Tauda N. et al. Evaluation of the determination by impedance cardiography. -Soi et Techn.Biomed., 1976, NI, p.104
Sarnoff S.J.,Mitchell J.H. The regulation of the performence of the heart. -Amer.J.Med.,1961, v.30, p.747
Siegel J.H., Sonnenblick E.Н. Isometric Time-tension relationship as an index of ocardial contractility. -Girculat.Res., 1963, v.12, р.597
Starr J. Studies made by simulating systole at necropsy. -Circulation, 1954, v.9, p.648
Veragut P., Krayenbuhl H.P. Estimation and quantification of myocardial contractility in the closed-chest dog. -Cardiologia (Basel), 1965, v.47, № 2, p.96
Wezler K., Böger A. Der Feststellung und Beurteilung der Flastizitat zentraler und peripherer Arterien am Lebenden. -Schmied.Arch., 1936, Bd.180, S.381.
Wezler K., Böger A. Über einen Weg zur Bestimmung des absoluten Schlagvolumens der Herzens beim Menschen auf Grund der Windkesseltheorie und seine experimentalle Prafung. -N.Schmied. Arch., 1937, Bd.184, S.482.

Методы определения сердечного выброса

Методы определения сердечного выброса можно разделить на физиологические и инструментальны.

К физиологическим методам, прежде всего, относят метод Фика и метод Стюарта‑Гамильтона. Эти методы лежат в основе многих клинических методов определения МОК и УОС. Например, радиокардиография основана на принципе Стюарта‑Гамильтона. Для этих методов характерно первичное определение МОК, а затем вычисление УОС.

МОК ® УО: УО = МОК / ЧСС

К инструментальным методам, использующим иные принципы определения МОК и УОС относятся ультразвуковые, радионуклидные (с определением КДО и КСО), томографические (КТ, МРТ). Всё реже используется для этих целей реографический метод.

Для этих методов характерно первичное определение УОС, а затем вычисление МОК.

УО ® МОК: МОК = УО ´ ЧСС

Принцип Фика схематически изображен на рис. 710251114.

Рис. 710251114. Схема, иллюстрирующая принцип Фика для измерения сердечного выброса[Мф16] .

Согласно закону сохранения массы

Таким образом, объем сердечного выброса

Это уравнение является формулировкой принципа Фика.

Для клинического определения объема сердечного выброса необходимы три значения:

1) объем потребления кислорода организмом;

2) концентрация кислорода в крови легочной вены ([О 2 ] pv );

3) концентрация кислорода в крови легочной артерии ([О 2 ] ра ).

Метод Стюарта-Гамильтона определенияи сердечного выброса[Мф17]

Подставляем величину с в уравнение 45.6 и вычисляем значение Q.

В экспериментах на животных удается канюлировать аорту, легочную артерию, крупные вены, впадающие в сердце, и измерить сердечный выброс с помощью электромагнитного или ультразвукового флоуметра.

У больных сердечный выброс , за редким исключением, измеряют непрямыми методами, не требующими хирургического вмешательства. Двумя широко распространенными методами являются метод Фика и метод разведения индикатора.

На рисунке представлена кривая кровотока , зарегистрированная у собаки в начальной части аорты с помощью электромагнитного флоуметра. На рисунке видно, что кровоток быстро нарастает до максимума во время систолы, а затем в конце систолы на долю секунды меняет направление на противоположное. Этот обратный ток крови закрывает аортальные клапаны, затем возвращается к нулевому уровню.

Измерение сердечного выброса методом Фика

Рисунок объясняет принцип метода Фика. На рисунке показано, что протекающая в легочных сосудах кровь поглощает 200 мл кислорода за 1 мин. Видно также, что венозная кровь, поступающая в правую половину сердца, содержит 160 мл кислорода на 1 л крови, в то время как артериальная кровь, покидающая левую половину сердца, содержит 200 мл кислорода на 1 л крови. Используя эти данные, можно рассчитать, что каждый литр крови, протекая через легочные сосуды, поглощает 40 мл кислорода.

Общее количество кислорода , поглощенного кровью в легких за минуту, равно 200 мл, и разделив 200 мл на 40, определим, сколько литров крови должно пройти через легкие, чтобы поглотить данное количество кислорода. Итак, количество крови, протекающее через легкие за 1 мин, равно 5 л, что и составляет величину сердечного выброса. Сердечный выброс можно рассчитать по формуле:

Сердечный выброс (л/мин) = О2, поглощенный легкими (мл/мин)/ Артериально-венозная разница О2 (мл/л крови).

Используя метод Фика для определения сердечного выброса у человека, необходимо взять пробу смешанной венозной крови из правого желудочка. Для этого зонд вводят в плечевую вену и продвигают его через подключичную вену в правое предсердие, а затем в правый желудочек или легочную артерию. Пробу артериальной крови можно взять из любой артерии большого круга кровообращения. Скорость поглощения кислорода в легких можно определить по уменьшению количества кислорода в выдыхаемом воздухе с помощью любого оксиметра.

Измерение сердечного выброса методом разведения индикатора

Для измерения сердечного выброса методом разведения индикатора небольшое количество индикатора, например красителя, вводят в крупную вену большого круга кровообращения или в правое предсердие. Индикатор быстро проходит из правой половины сердца в легочные сосуды, затем попадает в левую половину сердца, а из них - в артериальную систему. Концентрацию красителя определяют, пока кровь проходит через одну из периферических артерий, а затем строят кривую. В каждом из приведенных примеров 5 мл красителя трикабоцианина зеленого (Cardio-Green) было введено в момент времени «О».

В верхней части рисунка видно, что в течение 3 сек после инъекции краситель в артериальном сосуде не появлялся, а затем концентрация его быстро нарастала до максимума в течение 6-7 сек. После этого концентрация быстро снижалась, но прежде чем она упала до нуля, началась повторная циркуляция красителя с током крови. Концентрация красителя опять начала нарастать. Для правильного расчета необходимо экстраполировать нисходящую часть первой кривой до нулевого уровня, как показано на рисунке пунктирной линией. Таким способом экстраполированная кривая изменения концентрации за период времени до рециркуляции красителя дает точный результат в своей первой части и приблизительный - в заключительной.

Получив экстраполированную кривую «концентрация-время », можно рассчитать среднюю концентрацию красителя в артериальной крови за весь период времени. Площадь кривой соответствует площади прямоугольника, выделенного на рисунке розовым цветом. При этом средняя концентрация красителя равна 0,25 мг/дл, а продолжительность тока крови, содержащей краситель, - 12 сек. Поскольку общее количество индикатора, введенного в кровоток в начале исследования, равно 5 мг, нетрудно рассчитать, что за 12 сек через артерию протекало 2 л крови, что соответствует сердечному выбросу 10 л/мин.

Основные положения . Наряду с артериальным давлением для достаточного снабжения периферических отделов тела решающее значение имеет минутный объем сердца (МОС), т. е. масса крови, участвующая в кровообращении в течение 1 мин. Его можно измерять тремя различными методами:

- по методу Фика;
- по методу разведения индикатора;
- при помощи реокардиографии.

В то время как методы Фика и разведения индикатора принадлежат к кровавым методам, делающим необходимым доступ в сосудистое русло, реокардиография относится к неинвазивным некровавым методам измерения.

Метод Фика . Для определения минутного объема сердца (МОС) по методу Фика необходимо измерить поглощение кислорода и артериальную разницу содержания кислорода (avD-О 2). МОС определяют по формуле:

Если предположить, что имеется одинаковое поглощение кислорода, то большая разница avD-О 2 по этой формуле равнозначна малому МОС и, наоборот, - малая avD-О 2 означает большой МОС. На основе этих соотношений между avD-О 2 и МОС некоторые авторы ограничиваются измерением avD-О 2 и отказываются от расчета МОС.

Содержание кислорода в артериальной и смешанной венозной крови, необходимое для определения avD-О 2 может быть измерено непосредственно или рассчитано по концентрации гемоглобина и насыщению кислородом артериальной и смешанной венозной крови. Для такого определения кровь должна быть взята из a. pulmonalis и из артерии большого круга кровообращения (рис. 3.5).

Для определения потребления кислорода необходимо измерить содержание кислорода во вдыхаемом и выдыхаемом воздухе. Для этой цели лучше всего собирать воздух в дыхательные газовые мешки (мешки Дугласа). Метод Фика отличается большой точностью измерения, которое становится еще более точным с уменьшением МОС. Таким образом, метод Фика для измерения МОС при шоке наиболее приемлем. Он не подходит только при наличии пороков - шунтов, так как часть крови не проходит тогда через легкие. Технические затраты на измерения, особенно принимая во внимание необходимость определения содержания кислорода во вдыхаемом воздухе, настолько значительны, что делают метод Фика для практического контроля при шоке редко применимым.

Метод разведения индикатора . При определении МОС по методу разведения индикатора в вену больного вводят определенное количество индикатора и после смешивания с кровью определяют остающуюся концентрацию этого индикатора в оттекающей крови. Введение индикатора и измерение концентрации должны производиться в одном из основных сосудистых магистралей (правый желудочек, a. pulmonalis , аорта). При большом МОС происходит сильное разведение, а при малом,- наоборот, малое разведение индикатора. Если записывать одновременно кривую концентрации индикатора, то в первом случае отмечается небольшой, а во втором - резкий подъем кривой. Предпосылкой к использованию метода являются основательное смешивание крови и индикатора и исключение каких-либо потерь индикатора.

Расчет МОС производят по формуле:

МОС = Количество вводимого индикатора/Площадь кривой концентрации за определенное время

МОС может быть рассчитан с помощью небольшого компьютера, в который вводят необходимые данные. В качестве индикаторных субстанций могут употребляться красящие вещества, изотопы или холодовые растворы.

В практике интенсивной терапии наибольшее распространение получил метод холодового разведения (термодилюция). При этом методе холодовый раствор вводят в vena cava superior или в правое предсердие и регистрируют вызванное им изменение температуры крови в a. pulmonalis (рис. 3.6). С помощью катетера, плавающего в a. pulmonalis , снабженного на конце термоизмерительным зондом с использованием небольшого компьютера, можно быстро рассчитать МОС. Методика термодилюции превратилась в рутинный метод, применяемый в клинике у постели больного. Подробности метода описаны ниже. При использовании метода разведения красок красящее вещество вводят в a. pulmonalis . Концентрацию красящего вещества измеряют в аорте или в одном из больших артериальных стволов (рис. 3.7). Существенный недостаток метода разведения красящего вещества состоит в том, что красящее вещество длительное время остается в круге кровообращения и поэтому это оставшееся количество вещества должно учитываться при последующих измерениях. Для метода разведения красящего вещества при расчете МОС можно также использовать компьютер.

Реокардиография . Относится к непрямым неинвазивным методам измерения и дает возможность кроме того определить ударный объем сердца. Метод основан на регистрации изменений биоэлектрического сопротивления в груди, возникающих в результате ишемическйх изменений объема крови сердца. Отведение реографических кривых осуществляют с помощью циркулярных ленточных электродов, которые укрепляют на шее и на груди (рис. 3.8). Ударный объем высчитывают просто по уровню амплитуды реографической кривой, по времени изгнания крови из сердца, по расстоянию между электродами и по основному сопротивлению. При записи реографических кривых следует соблюдать определенные внешние условия измерения (расположение электродов, положение больного, цикл дыхания), так как в противном случае сравнение измеряемых величин станет невозможным. По опыту, полученному в клинике, реокардиография особенно приемлема для текущего контроля у одного и того же больного, но для абсолютного определения ударного и минутного объема сердца при шоке она применима весьма условно.

Нормальные величины . Нормальными величинами МОС в покое в зависимости от роста и массы тела больного являются 3-6 л/мин. При значительной физической нагрузке МОС увеличивается до 12 л/мин.

Так как между ростом и величиной МОС существуют тесные соотношения, рекомендуется при получении данных о МОС учитывать соответствующую поверхность тела больного. При такого рода пересчете измеренную величину МОС делят на величину поверхности тела, получая так называемый индекс минутного объема сердца, или проще - сердечный индекс, который указывает на величину МОС на 1 м 2 поверхности тела. Нормальные величины индекса МОС составляют в покое 3-4,4 л/мин м 2 . Поверхность тела определяют по номограмме из величин роста и массы тела. Соответственно индексу МОС имеется также индекс ударного объема. Таким же образом ударный объем пересчитывают на величину поверхности тела в 1 м 2 . Нормальные величины составляют 30-65 мл на 1 м 2 поверхности тела.

В течение начальной фазы шока МОС следует измерять с промежутками 30-60 мин. Если в результате проводимой противошоковой терапии гемодинамика стабилизирована, то достаточно измерений с промежутками 2-4 ч (рис. 3.9).

Женщинам

1 0 0

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.