Клинико-физиологические методы исследования нагнетательной функции сердца

Методы определения сердечного выброса можно разделить на физиологические и инструментальные. К физиологическим методам, прежде всего, относят метод Фика и метод Стюарта‑Гамильтона.

Принцип Фика при определении сердечного выброса

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 (О₂), доставленное в легочные ка­пилляры через легочную артерию, плюс количество О₂, попадающее в легочные капилляры из альвеол, должны равняться количеству О₂, которое уносится легочными венами.

Количество q₁кислорода, доставленного в легкие, равно концентрации О₂ в крови легочной ар­терии ([О₂]_ра), помноженной на скорость кровотока в легочной артерии (Q), которая равна сердечному выбросу, т. е.

Обозначим количество кислорода, полученное легочными капиллярами из альвеол, как q₂. При рав­новесии q₂равно потреблению О₂организмом. Ко­личество О₂, которое выводится по легочным венам (обозначим его q₃), равно концентрации кислорода в крови легочной вены, [О₂]_pv„ помноженной на об­щий легочный венозный кровоток, фактически рав­ный кровотоку в легочной артерии (Q), т.е.

Согласно закону сохранения массы

Поэтому

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 ([О₂]_pv);

3) концентрация кисло­рода в крови легочной артерии ([О₂]_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.

Метод Стюарта-Гамильтона определения сердечного выброса

Метод применения растворенных индикаторов для измерения объема сердечного выброса также основы­вается на законе сохранения массы

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 t₁ и t₂, будет равно

где — средняя концентрация красителя. Ее величина может быть вычислена путем деления размера области концентрации красителя на продолжительность (t₂ –t₁) 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.