Определение производительности сердца. Определение сердечного выброса Расчет величины сердечного выброса при использовании электромагнитного расходомера

В 1870 г. немецкий физиолог Адольф Фик впер­вые предложил метод измерения объема сердечного выброса у здоровых животных и людей. Основой этого метода, названногопринципом 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.

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, какq 2 . При рав­новесииq 2 равнопотреблению О 2 организмом. Ко­личество О 2 , которое выводится по легочным венам (обозначим егоq 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 кислородачерез 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 излегочной 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 равен250/(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 разработан и описан A. Fick в 1870 году, который в качестве индикатора предложил использовать кислород. Для измерения СВ определяют количество кислорода, поглощаемое из воздуха за определенный отрезок времени. Одновременно берут пробы артериальной и смешанной венозной, взятой из устья легочной артерии, крови и определяют в них содержание кислорода. При этом необходимо определить разницу в содержании кислорода в артериальной и венозной крови, то есть измерить количество кислорода, которое связывается каждым кубическим сантиметром крови во время ее прохождения через легкие. Сердечный выброс вычисляют по формуле: СВ = П02 / (Са02 -Св02),

где СВ - сердечный выброс, л/мин (фактически - количество крови, проходящей через малый круг кровообращения); П02 - потребление кислорода, мл/мин, Са02 - содержание кислорода в артериальной, а Св02 - в венозной крови, мл/л.

Потребление кислорода определяют с помощью спирометра, а артериовенозную разницу по кислороду оценивают, анализируя содержание кислорода в одной из магистральных артерий и легочной артерии.

Поскольку принцип Фика , как любой из методов, основанных на разведении индикатора, подразумевает его равномерное смешивание с кровью, на время проведения исследования необходимо соблюдение следующих условий: стабильное состояние дыхания и кровообращения в момент исследования; анализ содержания кислорода должен проводиться только в смешанной венозной крови, взятой из ствола легочной артерии, где сходятся все венозные сосудистые пути; с помощью прямого принципа Фика нельзя определять СВ при наличии внутрисердечных сбросов крови, поскольку в данном случае часть крови минует малый круг кровообращения.

Несмотря на то что прямой метод определения сердечного выброса по Фику - один из самых точных, в отделениях интенсивной терапии и реанимации он применяется сравнительно редко. Это обусловлено необходимостью сравнительно сложного и дорогостоящего оборудования для оценки потребления кислорода. Вместе с тем в условиях проведения искусственной вентиляции легких эта задача облегчается при использовании современных метаболических мониторов, позволяющих определять содержание кислорода и углекислого газа в контуре вдоха и выдоха. Показатель V02 вычисляют, умножив разницу содержания кислорода на вдохе и выдохе на величину минутного объема дыхания. В настоящее время имеются аппараты ИВЛ со встроенным метаболическим монитором, в которых помимо других параметров осуществляется постоянное измерение V02.

Для получения смешанной венозной крови необходима катетеризация легочной артерии. Связанные с этим проблемы описаны в разделе, посвященном методу терморазведения. Для этих целей можно использовать плавающий катетер с баллоном на конце типа Pulmobal, однако в клинической практике чаще используются термодилюционные катетеры Свана-Ганса, которые от предыдущих отличает наличие встроенного термистора. Поскольку при установленном катетере в легочную артерию СВ проще определить с помощью метода терморазведения, метод Фика может быть оставлен для случаев, когда отсутствует или неисправен регистратор (термодилютор).

Фика метод

(A. Fick, 1829-1901, нем. врач ) метод измерения минутного объема сердца, основанный на определении разницы в содержании кислорода или двуокиси углерода в крови, взятой из правых отделов сердца, и в артериальной крови, а также одновременном определении потребления кислорода или выделения двуокиси углерода.

Для измерения сердечного выброса применяют либометод Фика , либо (чаще)термодилюцию . Эталонным методом, однако, остаетсяметод Фика . По сути, это разновидность метода разведения красителя: "красителем" здесь выступает кислород, место введения - легкие, способ введения - непрерывный.Метод Фика включает определение артериовенозной разницы по кислороду и измерение его потребления.

Уравнение для расчета сердечного выброса таково:

CB = VO2:C(a-v)O2, где

СВ - сердечный выброс, л/мин;

VO2 - потребление кислорода, мл/мин;

C(a-v)O2 - артериовенозная разница по кислороду, мл/л.

Чтобы вычислить артериовенозную разницу по кислороду, из содержания кислорода в крови легочных вен (или, если нетсброса справа налево , в артериальной крови) надо вычесть содержание кислорода в крови легочной артерии (или, если нет сброса слева направо, в смешанной венозной крови). Сердечный выброс, который вычисляется приведенным способом, равен легочному кровотоку (то есть объему крови, проходящему через сосуды малого круга за единицу времени). Если нет сброса крови на уровне предсердий, желудочков или магистральных артерий, то он равен и системному кровотоку (объему крови, проходящему через сосуды большого круга за единицу времени). Если же естьсброс слева направо , то легочный кровоток выше системного. В таких случаях их рассчитывают по-разному: в обоих случаях потребление кислорода делят на артериовенозную разницу по кислороду, но для системного кровотока она принимается равной содержанию кислорода в артериальной крови минус его содержание в смешанной венозной крови, а для легочного - в артериальной крови минус в крови легочной артерии.

Чтобы у людей разного веса и роста получить сопоставимые данные,сердечный выброс делят на площадь поверхности тела. Полученный показатель называетсясердечным индексом . Нормы приведены втабл. 229.3 .

Метод Фика наиболее точен при низком сердечном выбросе и большой артериовенозной разнице по кислороду.

Для измерениясердечного выброса методом термодилюции катетер Свана-Ганца с термистором на конце вводят в легочную артерию. Затем через проксимальное отверстие катетера в полую вену или правое предсердие вводят холодный раствор глюкозы или физиологический раствор. Изменения температуры крови, протекающей через легочную артерию, регистрируются в виде кривой, площадь под которой обратно пропорциональна легочному кровотоку. Для измерения этой площади кривую температуры автоматически интегрируют.

Пальпация пульса и его оценка.

Артериальный пульс – колебание стенки артерии при повышении объема и давления крови в ней, связанное с сокращением сердца.

Чаще всего его прощупывают на лучевой артерии. Если исследование пульса на лучевой артерии затруднено (гипсовая по вязка, ожоги), то возможно определение его на сонной, бедренной, височной артериях и др.

Характеристики пульса : ритм, частота, наполнение, напряжение, величина.

Ритм - это временной промежуток между пульсовыми волнами. Если они одинаковые, то пульс ритмичный; если разные - то аритмичный.

Частота - это количество пульсовых волн в 1 мин. В норме у взрослого человека - 60-80 ударов в минуту. Если частота пульса менее 60 ударов в минуту, это брадикардия, если более 80 - тахикардия..

Наполнение пульса определяется по силе, с которой необходимо прижать лучевую артерию для того, чтобы ощутить пульсовую волну. Пульс полный, если прилагаемые усилия невелики; пульс пустой, если сила прижатия больше. Наполнение зависит от нагнетательной функции сердца, тонуса сосудов и количества выбрасываемой сердцем крови.

Напряжение пульса определяется по силе, с которой надо прижать лучевую артерию до прекращения пульсации. В зависимости от силы прижатия выделяют пульс твердый (напряженный), умеренный и мягкий.

Величина пульса зависит от наполнения и напряжения. При хорошем наполнении и напряжении говорят о большом пульсе, при слабом наполнении и напряжении пульс считается малым.

Исследование пульса на лучевой артерии :

1. Испытуемый должен быть спокоен, рука находится в расслабленном состоянии.

2. Захватите кисть испытуемого выше лучезапястного сустав так, чтобы ваш большой палец находился с локтевой стороны, а остальные пальцы - с ладонной стороны.

3. Прижмите лучевую артерию 2, 3, 4 пальцами к лучевой кости и найдите место пульсации.

4. Определите все характеристики пульса.

Определение центрального венозного давления. У чебник

Центральное венозное давление (ЦВД ) – это давление в правом предсердии (от +4 до -4 мм рт.ст, в среднем 0).

ИЗМЕРЕНИЕ ЦЕНТРАЛЬНОГО ВЕНОЗНОГО ДАВЛЕНИЯ (ЦВД).

Уровнем центрального венозного давления (ЦВД) оценивается перфузионная способность сердца и объем циркулирующей крови.

Самый простой и точный метод определения - с помощью аппарата Вальдмана.

Техника Флеботонометр Вальдмана состоит из штатива с линейной шкалой, передвигающейся с помощью винтовой ручки. В центре шкалы укрепляется стеклянная манометрическая трубка, на нижний конец которой надевается резиновая трубка, соединяющаяся с трехходовым краном. Ко второму выходу этого крана присоединяется резиновая трубка, идущая к стеклянному резервуару вместимостью 100 мл, укрепленному в специальном гнезде на штативе. На третий выход надевается резиновая трубка для присоединения с веной больного. В резервуар заливают изотонический раствор натрия хлорида или дистиллированную воду, которыми, переключая трехходовой кран, заполняют всю систему трубок. Уровень раствора в манометрической трубке устанавливают на нулевой линии шкалы. Резервуар, резиновые трубки, трехходовой кран, капельница, манометрическая трубка должны быть стерильными.

В современных мониторных систе­мах используют тензодатчики. При измерении ЦВД необходимо проследить за тем, чтобы больной находился в горизонтальном положении, нулевое значение шкалы ЦВД устанавливают на уров­не правого предсердия. Проекцией правого предсердия на груд­ную клетку является точка, расположенная на 3/5 диаметра груд­ной клетки выше горизонтальной плоскости, на которой разме­щен больной. Конец венозного катетера устанавливают таким образом, чтобы он находился на 2-3 см выше правого предсер­дия. Нормальное значение ЦВД у взрослых колеблется от 50 до 120 мм вод. ст.

Высокий уровень ЦВД с большими размахами колебаний свидетельствует о слишком глубоком введении катетера, когда он достигает полости правого желудочка - его необходимо подтянуть.

Низкое ЦВД (0-50 мм вод. ст.) свидетельствует о гиповолемии и эффективной работе сердца, необходимо восполнение объема крови. Критической величиной ЦВД является уровень в 15-20 мм вод. ст.

Повышение ЦВД за пределы 100 мм вод. ст. расценивается как признак вероятной недостаточности сердца.

Определение времени кругооборота крови. У чебник

Время полного кругооборота крови – это время, необходимое для того, чтобы она прошла через большой и малый круги еровообращения.

Применяется ряд способов, принцип которых заключается в том, что в вену вводят какое-либо вещество, не встречающееся обычно в организме, и определяют, через какой промежуток времени оно появляется в одноименной вене другой стороны или вызывает характерное для него действие.

Например, в локтевую вену вводят раствор алкалоида лобелина, действующего через кровь на дыхательный центр продолговатого мозга, и определяют время от момента введения вещества до момента, когда появляется кратковременная задержка дыхания или кашель. Это происходит, когда молекулы лобелина, совершив кругооборот в кровеносной системе, подействуют на дыхательный центр и вызовут изменение дыхания или кашель.

В последние годы скорость кругооборота крови по обоим кругам кровообращения (или только по малому, или только по большому кругу) определяют с помощью радиоактивного изотопа натрия и счетчика электронов. Для этого несколько таких счетчиков помещают на разных частях тела вблизи крупных сосудов и в области сердца. После введения в локтевую вену радиоактивного изотопа натрия определяют время появления радиоактивного излучения в области сердца и исследуемых сосудов.

Время кругооборота крови у человека составляет в среднем примерно 27 систол сердца. При 70-80 сокращениях сердца в минуту полный кругооборот крови происходит приблизительно за 20-23 секунды . Не надо забывать, однако, что скорость течения крови по оси сосуда больше, чем у его стенок, а также, что не все сосудистые области имеют одинаковую протяженность. Поэтому не вся кровь совершает кругооборот так быстро, и указанное выше время является кратчайшим.

Исследования на собаках показали, что 1/5 времени полного кругооборота крови приходится на малый круг кровообращения и 4/5 - на большой круг

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).

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]

1. 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.
2. Амосов Н.М., Лшцук В.А., Пацкина С.А. и др. Саморегуляция сердца. Киев, 1969.
3. Андреев Л.Б., Андреева Н.Б. Кинетокардиография. Ростов н/Д: Изд-во Рост, у-та, 1971.
4. 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.
5. Брин B.Б. Возрастные особенности реактивности синокаротидного прессорного механизма. - В кн.: Физиология и биохимия онтогенеза. Л., 1977, с.56.
6. Брин В.Б. Влияние обзидана на системную гемодинамику у собак в онтогенезе. - Фармакол. и токсикол., 1977, №5, с.551.
7. 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.
8. Брин В.Б. Сравнительно-онтогенетический анализ патогенеза артериальных гипертензий. Автореф. на соиск. уч. ст. док. мед. наук, Ростов н/Д, 1979.
9. Брин В.Б., Зонис Б.Я. Фазовая структура сердечного цикла у собак в постнатальнал отногенезе. - Бюл. экспер. биол. и мед., 1974, №2, с. 15.
10. 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.
11. 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.
12. Вейн А.М., Соловьева А.Д., Колосова О.А. Вегетно-сосудистая дистония. М., 1981.
13. Гайтон А. Физиология кровообращения. Минутный объем сердца и его регуляция. М., 1969.
14. Гуревич М.И., Берштейн С.А. Основы гемодинамики. - Киев, 1979.
15. 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.
16. 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.
17. 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.
18. Дастан Х.П. Методы исследования гемодинамики у больных гипертензией. - В кн.: Артериальные гипертензии. Материалы советско-американского симпозиума. М., 1980, с.94.
19. 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.
20. 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.
21. 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.
22. Заславская P.M. Фармакологические воздействия на легочное кровообращение. М., 1974.
23. Зернов Н.Г., Кубергер М.Б., Попов А.А. Легочная гипертензия в детском возрасте. М., 1977.
24. 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.
25. 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.
26. 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.
27. 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.
28. Изаков В.Я., Иткин Г.П., Мархасин B.C. и др. Биомеханика сердечной мышцы. М., 1981.
29. Карпман В.Л. Фазовый анализ сердечной деятельности. М., 1965
30. Кедров А.А. Попытка количественной оценки центрального и периферического кровообращения электрометрическим путем. - Клиническая медицина, 1948, т.26, № 5, с.32.
31. Кедров А.А. Электроплетизмография как метод объективной оценки кровообращения. Автореф. дис. на соиск. уч. ст. канд. мед. наук, Л., 1949.
32. Клиническая реография. Под ред. проф. В.Т.Шершнева, Киев, 4977.
33. Коротков Н.С. К вопросу о методах исследования кровяного давления. - Известия ВМА, 1905, № 9, с.365.
34. Лазарис Я.А., Серебровская И.А. Легочное кровообращение. М., 1963.
35. Лериш Р. Воспоминания о моей минувшей жизни. М., 1966.
36. Мажбич Б.И., Иоффе Л.Д., Замещений М.Е. Клинико-физиологические аспекты регионарной электроплетизмографии легких. Новосибирск, 1974.
37. Маршалл Р.Д., Шефферд Дж. Функция сердца у здоровых и бальных. М., 1972.
38. Меерсон Ф.З. Адаптация сердца к большой нагрузке и сердечная недостаточность. М., 1975.
39. Методы исследования кровообращения. Под общей редакцией проф. Б.И.Ткаченко. Л., 1976.
40. Мойбенко А.А., Повжитков М.М., Бутенко Г.М. Цитотоксические повреждения сердца и кардиогенный шок. Киев, 1977.
41. Мухарлямов Н.М. Легочное сердце. М., 1973.
42. 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.
43. Оранский И.Е, Акселерационная кинетокардиография. М., 1973.
44. Орлов В.В. Плетизмография. М.-Л., 1961.
45. Осколкова М.К., Красина Г.А. Реография в педиатрии. М., 1980.
46. Парин В.В., Меерсон Ф.З. Очерки клинической физиологии кровообращения. М., 1960.
47. Парин В.В. Патологическая физиология малого круга кровообращения В кн.: Руководство по патологической, физиологии. М., 1966, т.3, с. 265.
48. Петросян Ю.С. Катетеризация сердца при ревматических пороках. М., 1969.
49. Повжитков М.М. Рефлекторная регуляция гемодинамики. Киев, 1175.
50. 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.
51. Радионов Ю.А. Об исследовании гемодинамики методом разведения красителя. - Кардиология, 1966, т.6, №6, с.85.
52. Савицкий Н.Н. Биофизические основы кровообращения и клинические методы изучения гемодинамики. Л., 1974.
53. 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.
54. 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.
55. Селезнев С.А.., Вашетина С.М., Мазуркевич Г.С. Комплексная оценка кровообращения в экспериментальной патологии. Л., 1976.
56. Сывороткин М.Н. Об оценке сократительной функции миокарда. - Кардиология, 1963, т.З, №5, с.40.
57. 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.
58. 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.
59. Тумановекий М.Н., Сафонов К.Д. Функциональная диагностика заболеваний сердца. М., 1964.
60. Уигерс К. Динамика кровообращения. М., 1957.
61. Фельдман С.Б. Оценка сократительной функции миокарда по длительности фаз систолы. М., 1965.
62. Физиология кровообращения. Физиология сердца. (Руководство по физиологии), Л., 1980.
63. Фолков Б., Нил Э. Кровообращение. М., 1976.
64. Шершевский Б.М. Кровообращение в малом круге. М., 1970.
65. 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.
66. Agress С.M., Wegnes S., Frement В.P. et al. Measurement of strolce volume by the vbecy. Aerospace Med., 1967, Dec, p.1248
67. Blumberger K. Die Untersuchung der Dinamik des Herzens bein Menshen. Ergebn.Med., 1942, Bd.62, S.424.
68. Bromser P., Hanke С. Die physikalische Bestimiung des Schlagvolumes der Herzens. - Z.Kreislaufforsch., 1933, Bd.25, № I, S.II.
69. Burstin L. -Determination of pressure in the pulmonary by external graphic recordings. -Brit.Heart J., 1967, v.26, p.396.
70. 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
71. Fegler G. Measurement of cardiac output in anaesthetized animals by a thermodilution method. -Quart.J.Exp.Physiol., 1954, v.39, P.153
72. Fick A. Über die ilessung des Blutquantums in den Herzventrikeln. Sitzungsbericht der Würzburg: Physiologisch-medizinischer Gesellschaft, 1970, S.36
73. 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
74. Hamilton W.F. The physiology of the cardiac output. -Circulation, 1953, v.8, p.527
75. 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
76. 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.
77. 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.
78. 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
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
80. 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
81. Riva-Rocci S. Un nuovo sfigmomanometro. -Gas.Med.di Turino, 1896, v.50, №51, s.981.
82. Ross J., Sobel В.E. Regulation of cardiac contraction. -Amer. Rev.Physiol., 1972, v.34, p.47
83. Sakai A.,Iwasaka T., Tauda N. et al. Evaluation of the determination by impedance cardiography. -Soi et Techn.Biomed., 1976, NI, p.104
84. Sarnoff S.J.,Mitchell J.H. The regulation of the performence of the heart. -Amer.J.Med.,1961, v.30, p.747
85. Siegel J.H., Sonnenblick E.Н. Isometric Time-tension relationship as an index of ocardial contractility. -Girculat.Res., 1963, v.12, р.597
86. Starr J. Studies made by simulating systole at necropsy. -Circulation, 1954, v.9, p.648
87. Veragut P., Krayenbuhl H.P. Estimation and quantification of myocardial contractility in the closed-chest dog. -Cardiologia (Basel), 1965, v.47, № 2, p.96
88. Wezler K., Böger A. Der Feststellung und Beurteilung der Flastizitat zentraler und peripherer Arterien am Lebenden. -Schmied.Arch., 1936, Bd.180, S.381.
89. 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.