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 либо метод Фика, либо (чаще) термодилюцию. Эталонным методом, однако, остается метод 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 нет сброса 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 есть сброс 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 называется сердечным индексом. Нормы приведены в табл. 229.3 .
Метод Фика наиболее точен при низком сердечном выбросе и большой артериовенозной разнице по кислороду.
Для измерения сердечного 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.
Катетеризация полостей сердца выполняется с помощью пункции и чрескожного введения катетера в сосуд - периферическую вену (локтевая, подключичная, югулярная, бедренная) для правых отделов сердца или артерию (плечевая, бедренная, аксиллярпая, лучевая) для левых отделов сердца.
, , , , , , , ,
Методика проведения катетеризации полостей сердца
Метод термодилюции
При этом методе используется охлажденный изотонический раствор натрия хлорида (5-10 мл), который вводят по многопросветному катетеру в правое предсердие, кончик катетера с термистором находится в легочной артерии. Калибровку кривых осуществляют кратковременным включением постоянного сопротивления, которое дает отклонения регистрирующего устройства, соответствующие определенному для данного термистора изменению температуры. Большинство приборов для термодилюции снабжено аналоговыми вычислительными устройствами. Современная аппаратура позволяет производить до 3 измерений МО крови в течение 1 мин и многократно повторять исследования. Сердечный выброс, или МО, определяется по следующей формуле: МО = V (Т1 - Т2) х 60 х 1,08 / S (л/мин),
где V - объем введенного индикатора; Т1 - температура крови; Т2 - температура индикатора; S - площадь под кривой разведения; 1,08 - коэффициент, зависящий от удельной плотности и теплоемкости крови и изотонического раствора натрия хлорида.
Достоинства термодилюции, а также потребность катетеризации только венозного русла делают этот метод в настоящее время наиболее приемлемым для определения сердечного выброса в клинической практике.
Некоторые технические аспекты работы катетеризационной лаборатории
Персонал катетеризационной ангиографической лаборатории включает заведующего, врачей, операционный средний медперсонал и рентгенотехников (рентгенолаборантов), если применяется кинорентгено- и крупноформатная съемка. Влабораго риях, испол ьзующих только видеофильмы и компьютерную запись изображения, рентгенолаборанты не нужны. Все сотрудники лаборатории должны владеть приемами сердечно-легочной реанимации, для чего в рентгеновском операционном кабинете должны быть соответствующие медикаменты, дефибриллятор, приспособление для электрической стимуляции сердца с набором электрод-катетеров, центральная подача кислорода и (желательно) аппарат для искусственной вентиляции: легких.
Сложные и рискованные диагностические процедуры и ЧКВ (ангиопластика, стентирование, атерэктомия и др.) желательно проводить в клиниках, где есть кардиохирургическая бригада. Согласно рекомендации The American College of Cardiology/American Heart Association, ангиопластика и обследование пациентов с высоким риском осложнений, ОИМ могут выполняться опытными, квалифицированными специалистами без наличия в госпитале кардиохирургической поддержки, если пациент не может быть транспортирован в более подходящее место без дополнительного риска. В Европе и некоторых других странах (в частности, и в России) все чаще выполняют эндоваскулярные вмешательства без наличия кардиохирургов, так как потребность в экстренном кардиохирургическом пособии в настоящее время крайне низка. Достаточно договоренности с какой-либо расположенной поблизости клиникой сердечно-сосудистой хирургии для экстренного перевода туда больного в случае возникновения пери- и постпроцедурных осложнений.
Для поддержания формы, квалификации и мастерства операторов в лаборатории в год должно выполняться не менее 300 процедур, а каждый врач должен делать в год не менее 150 диагностических процедур. Для катетеризации и ангиографии необходимы высокоразрешающая рентгеноангиографическая установка, система для мониторирования ЭКГ и внутрисосудистого давления, архивирования и обработки ангиографических изображений, стерильный инструментарий и различные виды катетеров (разные типы катетеров для коронарной ангиографии описаны ниже). Ангиографическая установка должна быть оборудована приставкой для киноангиографического или цифрового компьютерного получения изображения и архивирования, иметь возможность получения изображения в режиме онлайн, т. е. сразу с количественным компьютерным анализом ангиограмм.
Изменения кривых внутриполостного давления
Кривые внутриполостного давления могут изменяться при различных патологических состояниях. Эти измене-ния служат для диагностики при обследовании пациентов с разнообразной патологией сердца.
Чтобы понимать причины изменения давления в полостях сердца, необходимо иметь представление о временных взаимоотношениях между механическими и электрическими процессами, происходящими в течение сердечного цикла. Амплитуда а-волны в правом предсердии выше амплитуды у-волны. Превышение у-волны над а-волной в кривой давления из правого предсердия говорит о нарушении заполнения предсердия во время систолы желудочков, что бывает при недостаточности трикуспидального клапана или дефекте
При стенозе трикуспидального клапана кривая давления в правом предсердии напоминает таковую в левом предсердии при стенозе митрального клапана или констриктивном перикардите, когда в середине и конце диастолы появляется снижение и плато, типичные для повышенного давления во время ранней систолы. Среднее давление в левом предсердии достаточно точно соответствует давлению заклинивания легочной артерии и диастолическому давлению в легочном стволе. При недостаточности митрального клапана без стеноза происходит быстрое снижение давления во время начала систолы (снижение у-волны), а затем постепенное повышение его в позднюю диастолу (диастаз). Это отражает достижение равновесия давления в предсердии и желудочке в позднюю фазу желудочкового наполнения. Напротив, у пациентов с митральным стенозом снижение у-волны происходит медленно, при этом давление в левом предсердии продолжает снижаться на протяжении всей диастолы, а признаков диастаза пульсового давления в левом предсердии нет, так как сохраняется атриовентрикулярный градиент давления. Если митральный стеноз сопровождается нормальным синусовым ритмом, го а-волна в левом предсердии сохраняется и сокращение предсердий обусловливает создание большого градиента давления. У больных с изолированной митральной регургитацией v-вoлнa четко выражена и имеет отвесное нисходящее колено у-линии.
На кривой левожелудочкового давления точка КДД непосредственно предшествует началу его изометрическо го сокращения и располагается сразу после а-волны перед с-волной левопредсердного давления. КДД левого желудочка может повышаться в следующих случаях: сердечной недостаточности, если желудочек испытывает большую нагрузку, вызванную избыточным притоком крови, например при аортальной или митральной недостаточности; гипертрофия левого желудочка, сопровождающаяся снижением его растяжимости, эластичности и податливости; рестриктивная кардиомиопатия; констриктивный перикардит; тампонада сердца, вызванная перикардиальным выпотом.
При стенозе аортального клапана, который сопровождается затрудненным оттоком крови из левого желудочка и повышением в нем давления по сравнению с систолическим давлением в аорте, т. е. появлением градиента давления, левожелудочковая кривая.давления напоминает кривую давления во время изометрического сокращения. Ее очертания более симметричны, а максимальное давление развивается позже, чем у здоровых лиц. Похожая картина наблюдается и при записи давления в правый желудочек у пациентов со стенозом легочной артерии. Кривые АД также могут различаться у больных со стенозом устья аорты различного типа. Так, при клапанном стенозе наблюдается медленное и отсроченное повышение волны артериального пульса, а при гипертрофической кардиомиопатии начальное резкое повышение давления сменяется его быстрым снижением и затем вторичной положительной волной, отражающей обструкцию во время систолы.
Производные показатели внутрижелудочкового давления
Скорость изменения/повышения кривой внутрижслудочкового давления во время фазы изоволюмического сокращения называют первой производной - dр/dt. Раньше ее использовали для оценки сократимости миокарда желудочков. Величина dр/dt и вторая производная - dр/dt/р - рассчитываются по кривой внутрижелудочкового давления с использованием электронной и компьютерной техники. Максимальные значения этих показателей представляют собой индексы скорости сокращения желудочка и помогают оцепить сократимость и инотропный статус сердца. К сожалению, большой разброс этих показателей у разных категорий больных не позволяет разработать какие-либо усредненные нормативы, но они вполне применимы у одного больного с исходными данными и на фоне применения препаратов, улучшающих сократительпую функцию сердечной мышцы.
В настоящее время, имея в арсенале обследования пациентов такие методы, как ЭхоКГ в различных ее модификациях, компьютерная (КТ), электронно-лучевая и магнитно-резонансная томография (МРТ), столь важного значения, как ранее, эти показатели для диагностики кардиальных патологий не имеют.
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.
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
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.