Как рассчитать сердечный выброс

Формулы и алгоритмы, применяемые для определения показателей гемодинамики

Показатели артериального давления

Систолическое артериальное давление (САД), преобразованное к аускультативному методу:

САД = САДф * К

САДф – систолическое артериальное давление фактическое (инвазивное) определяется по положению точки «e» на осциллограмме.

К- эмпирический коэффициент.

Диастолическое артериальное давление (ДАД) преобразованное к аускультативному методу:

ДАД = ДАДф * К

ДАДф – диастолическое артериальное давление фактическое (инвазивное) определяется по положению точки «b» на осциллограмме.

К- эмпирический коэффициент.

Среднее гемодинамическое артериальное давление (СрАД)

Интегральная величина всех видов артериального давления, отражает их средний уровень в течение полного сердечного цикла. Это движущая сила кровотока. Определяется по точке «c» на осциллограмме.

Боковое систолическое артериальное давление (БАД)

Артериальное давление, которое испытывает внутренняя поверхность сосудистой стенки артерии во время систолы. Оно соответствует моменту, когда в сжимаемый артериальный сосуд проникает максимально возможный объем крови, изгоняемый при наибольшей скорости. Определяется по точке «d» на осциллограмме.

Артериальное давление пульсовое (АДп)

АДп =САД – ДАД

Артериальное давление ударное (АДуд)

АДуд = САДф – БАД

Показатели сердечной деятельности

Сердечный выброс (СВ) или минутный объем кровообращения (МОК)

Количество крови выбрасываемое сердцем за одну минуту. Формула Бремзера и Ранке:

СВ =(0,6*П*1333*(БАД – ДАДф)*Вс*Вп)/(СПВ * Вд), где:

П – площадь поперечного сечения аорты;

1333 – множитель для перевода давления в дины;

БАД – смотри выше;

ДАДф – смотри выше;

Вс – время систолического периода;

Вп – время полной инволюции сердца;

Вд – время диастолического периода;

СПВ – скорость распространения пульсовой волны по сосудам эластического типа;

Ударный (систолический) объем сердца (УО)

Количество крови, которое выбрасывается в аорту при каждом сердечном сокращении.

УО=СВ/ЧП

СВ – смотри выше;

ЧП – частота пульса.

Сердечный индекс (СИ)

Показатель сердечного выброса в расчете на единицу поверхности тела человека.

СИ=СВ/Т

СВ – смотри выше;

Т – площадь поверхности тела человека.

Ударный индекс (УИ)

Показатель ударного объема, в расчете на единицу поверхности тела.

УИ=УО/Т

УО – смотри выше;

Объемная скорость выброса (ОСВ) – количество крови, которое выбрасывается левым желудочком в начальный отрезок аорты, величина конкретизирующая представление о силе сердечных сокращений

ОСВ=УО/Ви

УО — смотри выше;

Ви — время изгнания. Мощность сокращения левого желудочка (МСЛЖ) работа, выполняемая левым желудочком в единицу времени, например в 1 с.

М=ОСВ*СрАД*13,6*9,8*106

ОСВ — смотри выше;

СрАД — смотри выше;

13,6 — удельный вес ртути — множитель для перевода давления в миллиметры водяного столба;

9,8*106—множители для выражения мощности в ваттах.

Расход энергии на передвижение одного литра крови (РЭ) – мера напряжения, или энергии, развиваемой сократительным миокардом при выполнении им работы по передвижению крови в замкнутой системе сосудов.

РЭ=М*Вис/СВ

Вис—суммарное время изгнания(Вис=Ви*ЧП);

Ви — смотри выше;

ЧП — смотри выше;

СВ – смотри выше.

Скорость кровотока линейная (СКлин) – скорость продвижения крови по артериальному сосуду с определенным просветом.

СКлин = (БАД – ДАДф) / СПВ

БАД – смотри выше;

ДАДф – смотри выше;

СПВ – скорость распространения пульсовой волны.

Сосудистые показатели

Скорость распрстранения пульсовой волны (СПВ)

Характеризует упруго-вязкое состояние артериального сосуда и его тонуса.

СПВ = √(Е*К*310)

Е – модуль упругости;

К – коэффициент, учитывающий отношение толщины стенки сосуда к его радиусу.

Податливость сосудистой системы (ПСС)

Податливость сосудистой системы, или системная податливость – это ответная, согласованная с артериальным давлением пропускная способность артериального русла крупных артерий.

ПСС = УО/(БАД – ДАДф)

УО – смотри выше;

БАД – смотри выше;

ДАДф – смотри выше;.

Общее периферическое сопротивление сосудов(ОПСС)

Сопротивление, оказываемое выбросу крови со стороны артериальной компрессионной камеры и связано в основном с проходимостью прекапиллярного русла. Этот показатель определяется как отношение величины среднего гемодинамического давления к величине сердечного выброса.

ОПСС= СрАД*1333*60/СВ

СрАД— смотри выше;

СВ — смотри выше;

1333 — смотри выше;

60 — число секунд в минуте.

Удельное периферическое сопротивление фактическое (УПСф)

Это сопротивление, отнесенное к поверхности тела, которое устанавливается в условиях покоя, т.е. при фактических СрАД и СВ.

УПСф = СрАДф/СИф

Читайте также:  Сердечная недостаточность что такое

СрАДф – фактическая величина среднего гемодинамического давления в покое;

СИф – фактическая величина сердечного индекса в покое

Удельное периферическое сопротивление рабочее (УПСр)

Сопротивление, которое должно было бы быть при фактическом СИ, при сохранении должной величины СрАД. УПСр отражает оптимальное состояние сопротивления, которое соответствовало бы данному сердечному выбросу при сохранении должных величин АДср.

УПС(р) = СрАДд/СИф

СрАДд должная величина среднего гемодинамического давления в покое;

СИф – смотри выше

Отношение УПСф/УПСр

показатель степени соответствия проходимости прекапилляров величине сердечного выброса. Позволяет судить об особенностях ответной реакции прекапилляров на изменение сердечного выброса.

Источник: gemodinamika.ru

Как рассчитать сердечный выброс

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.

Читайте также:  Если сдавливает грудную клетку то что это

Источник: meduniver.com

Сердечный выброс, его фракции. Систолический и минутный объемы крови. Сердечный индекс.

Количество крови, выбрасываемое желудочком сердца в артерии в минуту является важным показателем функционального состояния сердечно-сосудистой системы (ССС) и называется минутным объемом крови (МОК). Он одинаков для обоих желудочков и в покое равен 4,5–5 л.

Важную характеристику насосной функции сердца дает ударный объем, называемый также систолическим объемом или систолическим выбросом. Ударный объем – количество крови, выбрасываемое желудочком сердца в артериальную систему за одну систолу. (Если разделить МОК на ЧСС в минуту получим систолический объем (СО) кровотока.) При сокращении сердца равном 75 ударов в мин он составляет 65–70 мл, при работе увеличивается до 125 мл. У спортсменов в покое он составляет 100 мл, при работе возрастает до 180 мл. Определение МОК и СО широко применяется в клинике.

Фракция выброса (ФВ) – выраженное в процентах отношение ударного объема сердца к конечно-диастолическому объему желудочка. ФВ в покое у здорового человека 50-75%, а при физической нагрузке может достигать 80%.

Объем крови полости желудочка, который она занимает перед его систолой составляет конечно-диастолический объем (120–130 мл).

Конечно-систолический объем (КСО) – это количество крови, остающееся в желудочке сразу после систолы. В покое он составляет менее 50% от КДО, или 50-60 мл. Часть этого объема крови является резервным объемом.

Резервный объем реализуется при увеличении СО при нагрузках. В норме он составляет 15–20% от конечно-диастолического.

Объем крови в полостях сердца, остающийся при полной реализации резервного объема, при максимальной систоле составляет остаточный объем. СО и МОК величины непостоянные. При мышечной деятельности МОК возрастает до 30–38 л за счет учащения сокращений сердца и увеличения СОК.

Ряд показателей используется для оценки сократимости сердечной мышцы. К ним относятся: фракция выброса, скорость изгнания крови в фазу быстрого наполнения, скорость прироста давления в желудочке в период напряжения (измеряется при зондировании желудочка)/

Скорость изгнания крови изменяется методом Доплера при УЗИ сердца.

Скорость прироста давления в полостях считается желудочков считается одним из наиболее достоверных показателей сократимости миокарда. Для левого желудочка величина этого показателя в норме составляет 2000-2500 мм рт ст /с.

Снижение фракции выброса ниже 50%, уменьшение скорости изгнания крови, скорости прироста давления свидетельсвуют о понижении сократимости миокарда и возможности развития недостаточности насосной функции сердца.

Величина МОК, деленная на площадь поверхности тела в м 2 определяется как сердечный индекс (л/мин/м 2 ).

СИ = МОК/S (л/мин×м 2 )

Он является показателем насосной функции сердца. В норме сердечный индекс составляет 3–4 л/мин×м 2 .

МОК, УОК и СИ объединяют общим понятием сердечный выброс.

Если известен МОК и АД в аорте (или легочной артерии) можно определить внешнюю работу сердца

Р — работа сердца в мин в килограмометрах (кг/м).

МОК — минутный объем крови (л).

АД — давление в метрах водного столба.

При физическом покое внешняя работа сердца составляет 70–110 Дж, при работе увеличивается до 800 Дж, для каждого желудочка в отдельности.

Таким образом, работа сердца определяется 2-мя факторами:

1. Количеством притекающей к нему крови.

2. Сопротивлением сосудов при изгнании крови в артерии (аорту и легочную артерию). Когда сердце не может при данном сопротивлении сосудов перекачать всю кровь в артерии, возникает сердечная недостаточность.

Различают 3 варианта сердечной недостаточности:

1. Недостаточность от перегрузки, когда к сердцу с нормальной сократительной способностью предъявляются чрезмерные требования при пороках, гипертензии.

2. Недостаточность сердца при повреждении миокарда: инфекции, интоксикации, авитаминозы, нарушение коронарного кровообращения. При этом снижается сократительная функция сердца.

3. Смешанная форма недостаточности — при ревматизме, дистрофических изменениях в миокарде и др.

Читайте также:  От чего сужаются сосуды головного мозга

Весь комплекс проявлений деятельности сердца регистрируется с помощью различных физиологических методик — кардиографий: ЭКГ, электрокимография, баллистокардиография, динамокардиография, верхушечная кардиография, ультразвуковая кардиография и др.

Диагностическим методом для клиники является электрическая регистрация движения контура сердечной тени на экране рентгеновского аппарата. К экрану у краев контура сердца прикладывают фотоэлемент, соединенный с осциллографом. При движениях сердца изменяется освещенность фотоэлемента. Это регистрируется осциллографом в виде кривой сокращения и расслабления сердца. Такая методика называется электрокимографией.

Верхушечная кардиограмма регистрируется любой системой, улавливающей малые локальные перемещения. Датчик укрепляется в 5 межреберье над местом сердечного толчка. Характеризует все фазы сердечного цикла. Но зарегистрировать все фазы удается не всегда: сердечный толчок по разному проецируется, часть силы прикладывается к ребрам. Запись у разных лиц и у одного лица может отличаться, влияет степень развития жирового слоя и др.

Используются в клинике также методы исследования, основанные на использовании ультразвука — ультразвуковая кардиография.

Ультразвуковые колебания при частоте 500 кГц и выше глубоко проникают через ткани будучи образованными излучателями ультразвука, приложенными к поверхности грудной клетки. Ультразвук отражается от тканей различной плотности — от наружной и внутренней поверхности сердца, от сосудов, от клапанов. Определяется время достижения отраженного ультразвука до улавливающего прибора.

Если отражающая поверхность перемещается, то время возвращения ультразвуковых колебаний изменяется. Этот метод можно использовать для регистрации изменений конфигурации структур сердца при его деятельности в виде кривых, записанных с экрана электроннолучевой трубки. Эти методики называются неинвазивными.

К инвазивным методикам относятся:

Катетеризация полостей сердца. В центральный конец вскрытой плечевой вены вводят эластичный зонд-катетер и проталкивают к сердцу (в его правую половину). В аорту или левый желудочек вводят зонд через плечевую артерию.

Ультразвуковое сканирование — источник ультразвука вводится в сердце с помощью катетера.

Ангиография представляет собой исследование движений сердца в поле рентгеновских лучей и др.

Механические и звуковые проявления сердечной деятельности. Тоны сердца, их генез. Поликардиография. Сопоставление во времени периодов и фаз сердечного цикла ЭКГ и ФКГ и механических проявлений сердечной деятельности.

Сердечный толчок. При диастоле сердце принимает форму эллипсоида. При систоле оно приобретает форму шара, продольный диаметр его уменьшается, поперечный увеличивается. Верхушка при систоле приподнимается и прижимается к передней грудной стенке. В 5 межреберье возникает сердечный толчок, который может быть зарегистрирован (верхушечная кардиография). Изгнание крови из желудочков и ее движение по сосудам, вследствие реактивной отдачи вызывает колебания всего тела. Регистрация этих колебаний называется баллистокардиографией. Работа сердца сопровождается также звуковыми явлениями.

Тоны сердца. При выслушивании сердца определяются два тона: первый — систолический, второй — диастолический.

Систолический тон низкий, протяжный (0,12 с). В его генезе участвуют несколько наслаивающихся компонентов:

1. Компонент закрытия митрального клапана.

2. Закрытия трехстворчатого клапана.

3. Пульмональный тон изгнания крови.

4. Аортальный тон изгнания крови.

Характеристику I тона определяет напряжение створчатых клапанов, напряжение сухожильных нитей, сосочковых мышц, стенок миокарда желудочков.

Компоненты изгнания крови возникают при напряжении стенок магистральных сосудов. I тон хорошо прослушивается в 5-ом левом межреберье. При патологии в генезе I тона участвуют:

1. Компонент открытия аортального клапана.

2. Открытие пульмонального клапана.

3. Тон растяжения легочной артерии.

4. Тон растяжения аорты.

Усиление I тона может быть при:

1. Гипердинамии: физические нагрузки, эмоции.

При нарушении временных отношений между систолой предсердий и желудочков.

При плохом наполнении левого желудочка (особенно при митральном стенозе, когда клапаны не полностью открываются). Третий вариант усиления I тона имеет существенное диагностическое значение.

Ослабление I тона возможно при недостаточности митрального клапана, когда створки неплотно смыкаются, при поражении миокарда и др.

II тон — диастолический (высокий, короткий 0,08 с). Возникает при напряжении замкнутых полулунных клапанов. На сфигмограмме его эквивалент — инцизура. Тон тем выше, чем выше давление в аорте и легочной артерии. Хорошо прослушивается во 2-межреберье справа и слева от грудины. Он усиливается при склерозе восходящей аорты, легочной артерии. Звучание I и II тонов сердца наиболее близко передает сочетание звуков при произнесении словосочетании «ЛАБ-ДАБ».

Источник: studfile.net