Методы определения сердечного выброса
Для определения величины сердечного выброса используют 2 метода – прямой метод Фика и метод разведения индикаторного вещества (принцип Стюарта).
Определение сердечного выброса прямым методом основано на уравнении Фика:
ПО2 = СВ × АВР-О2
Потребление О2 Сердечный выброс Артерно-венозная разность О2
(л/мин) (л/мин) (л О2/л крови)
где АВР-О2 – это разность между содержанием кислорода в артериальной крови, выбрасываемой в системные артерии из левого желудочка, и в венозной крови, притекающей к правому предсердию.
Определяемыми величинами служат: 1) потребление кислорода организмом; 2) содержание кислорода в артериальной крови, взятой через тонкую гибкую трубочку (катетер), введённую в любую системную магистральную артерию; 3) содержание кислорода в смешанной венозной крови, взятой с помощью катетера, введённого в локтевую вену и проведённого в полые вену или в полости правого сердца.
При определении сердечного выброса методом разведения известное количество индикаторного вещества, например, безвредной краски или радиоактивных изотопов, быстро вводят в вену. Это вещество проходит через сердце и лёгкие и попадает в артериальную кровь. Непрерывно определяют среднюю концентрацию индикаторного вещества (С) в крови, забираемой из системной артерии на протяжении определённого периода времени (t). Сердечный выброс рассчитывается по формуле: СВ = I/ С × Т.
Систолический (ударный) объём
Систолический объём (СО) – это количество крови, выбрасываемое каждым из желудочков сердца при одном сокращении. Величина систолического объёма прямо зависит от объёма венозного возврата. Последний определяется скоростью венозного возврата, т.е. количеством венозной крови, поступающей в камеры сердца в единицу времени, и временем венозного возврата, т.е. длительностью периода между двумя соседними сокращениями сердца. Т.к. время венозного возврата тем меньше, чем выше ЧСС.
Венозный возврат непосредственно определяет конечно-диастолический объём желудочков, от которого зависит систолический объем. Величина конечно-диастолического объёма ограничена размерами полостей желудочков. Поэтому между размерами полостей сердца и максимальной величиной систолического объёма существует прямая коррелятивная связь: чем больше объём сердца, тем больше систолический объём.
Однако величина систолического объём зависит не только от конечно-диастолического объёма желудочков, но и от силы их сокращения в фазу систолы. Во время систолы желудочка не вся находящаяся в нём кровь изгоняется из артерии – определённое количество крови остаётся в желудочках после окончания систолы. Этот оставшийся объём крови называется конечно-систолическим объёмом, или функциональной остаточной (резидуальной) ёмкостью желудочка. Таким образом, систолический объём есть равность между конечно-диастолическим и конечно-систолическим объёмами.
Конечно-диастолический объём часто обозначают как диастолическая ёмкость желудочка, в которой выделяют 3 объёма: систолический объём, резервный объём и остаточный объём. Сумма двух последних объёмов и составляет функциональную остаточную ёмкость желудочка. Остаточный объём – это объём крови, который остаётся в желудочке после самого сильного сокращения сердца. Резервный объём крови изменяется в обратной зависимости от силы сокращения сердца: чем сильнее его сокращение, тем меньше резервный объём.
В условиях покоя при горизонтальном положении тела механические условия обеспечивают незатруднённый венозный возврат крови к сердцу. При мышечной работе с горизонтальным положением тела он увеличивается незначительно – максимально на 10-20% по их отношению к уровню покоя, а во многих случаях вообще не изменяется.
При вертикальном положении тела (сидя или стоя) имеются определённые механические затруднения для притока венозной крови к сердцу, т.к. под действием собственного веса кровь имеет тенденцию скапливаться в венах нижних частей тела. Поэтому венозный возврат при вертикальном положении тела меньше, чем при горизонтальном. Соответственно систолический объём у каждого человека в условиях покоя на 30-40% меньше при вертикальном, чем при горизонтальном положении тела.
Как в условиях покоя, так и при мышечной работе систолический объём зависит от общего объёма циркулирующей крови (ОЦК), т.к. последний может влиять на венозный возврат. В пользу этого говорят следующие факты: между ОЦК и систолическим объёмом существует высокая положительная связь: в целом у людей с более значительным ОЦК больше и величина систолического объёма.
Особое значение для величины венозного возврата и для систолического объёма имеет центральный объём крови, т.е. количество крови, циркулирующей в малом (лёгочном) круге кровообращения и определяющей степень наполнения левого сердца. При горизонтальном положении тела этот объём увеличивается незначительно даже при тяжёлой мышечной работе. При спокойном стоянии центральный объём крови примерно на 20 % меньше, чем в положении лёжа. При работе, когда тело занимает вертикальное положение, центральный объём крови достигает величины, регистрируемой в покое при положении лёжа.