) 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.
Большой медицинский словарь . 2000 .
ТОНОМЕТРИЯ - (от греч. tonos напряжение и raetron мера), метод исследования внутриглазного давления, к рым обусловливается известная плотность глаза наощупь или его тонус. Самым точным и объективным методом исследования внутриглазного давления без сомнения… …
- (от лат. diflusio распространение, растекание, рассеивание), перенос частиц разной природы, обусловленный хаотич. тепловым движением молекул (атомов) в одно или многокомпонентных газовых либо конденсир. средах. Такой перенос осуществляется при… … Химическая энциклопедия
СЕРДЦЕ - СЕРДЦЕ. Содержание: I. Сравнительная анатомия........... 162 II. Анатомия и гистология........... 167 III. Сравнительная физиология.......... 183 IV. Физиология................... 188 V. Патофизиология................ 207 VІ. Физиология, пат.… … Большая медицинская энциклопедия
I Сердце Сердце (лат. соr, греч. cardia) полый фиброзно мышечный орган, который, функционируя как насос, обеспечивает движение крови а системе кровообращения. Анатомия Сердце находится в переднем средостении (Средостение) в Перикарде между… … Медицинская энциклопедия
КРОВООБРАЩЕНИЕ - КРОВООБРАЩЕНИЕ. Содержание: I. Физиология. План построения системы К....... 543 Движущие силы К............ 545 Движение крови в сосудах........ 546 Скорость К................. 549 Минутный объем крови.......... 553 Скорость кругооборота крови … Большая медицинская энциклопедия
Компьютерная графика (также машинная графика) область деятельности, в которой компьютеры используются как для синтеза изображений, так и для обработки визуальной информации, полученной из реального мира. Также компьютерной графикой называют и… … Википедия
- (Polska) Польская Народная Республика (Polska Rzeczpospolita Ludowa), ПНР. I. Общие сведения П. социалистическое государство в Центральной Европе, в бассейне рр. Висла и Одра, между Балтийским морем на С., Карпатами и… … Большая советская энциклопедия
- (англ. pour over лить сверху) метод заваривания кофе, при котором горячая вода проходит через молотый кофе, находящийся в специальной воронке с бумажным фильтром. Содержание 1 Приготовление пуровера 2 … Википедия
ФИЗИОЛОГИЯ - ФИЗИОЛОГИЯ, одна из основных ветвей биологии (см.), задачами к рой являются: изучение закономерностей функций живого, возникновения и развития функций и переходов от одного типа функционирования к другому. Самостоятельными разделами этой науки… … Большая медицинская энциклопедия
Неограмматическая, или младограмматическая (Junggrammatische Schule) прогрессивное направление языкознания, возникшее в Германии во второй половине семидесятых годов и в настоящее время господствующее не только на своей родине, но и вообще в… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
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.
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.
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.
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.
, , , , , , , ,
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.
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.
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.
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.
Для определения сердечного выброса может быть использован ряд методов, выбор которого в каждом случае диктуется задачами эксперимента. К ним относятся: 1) методы, основанные на принципе Фика: а) прямой метод Фика, б) непрямые методы Фика, в) метод разведения индикатора; 2) косвенные методы (сфигмометрия, баллистокардиография и др.); 3) прямые методы - регистрация с помощью потокомеров. Не имея возможности дать характеристику всех методов, мы остановимся лишь на изложении основных принципов методов Фика и методе разведения индикатора, который наиболее часто используется в экспериментальных исследованиях.
Следует отметить, что в основе большинства современных методов исследования производительности сердца лежит принцип Фика (хотя сам автор ни разу не воспользовался им в своих экспериментальных исследованиях). Фик первый обратил внимание на то, что количество крови, выбрасываемое сердцем в единицу времени, может быть высчитано по величинам суммарного потребления кислорода и артериовенозной разнице по кислороду. Очевидно, что:
(3.2)
где: Q - минутный объем кровообращения (л/мин); V а O 2 - содержание O 2 в артериальной крови (мл/л); V в O 2 - содержание O 2 в венозной крови (мл/л); VO 2 - суммарное поглощение O 2 (мл/мин).
Отсюда:
(3.3)
Таким образом, минутный объем сердца равняется величине потребления кислорода, деленной на артериовенозную разницу по кислороду.
На основе метода Фика разработана электронная аппаратура, позволяющая автоматически непрерывно регистрировать сердечный выброс путем постоянной регистрации минутного объема дыхания и содержания кислорода во вдыхаемом и выдыхаемом воздухе, артериальной и смешанной венозной крови (Guyton, 1969). В качестве индикаторов при прямом методе Фика могут быть использованы (кроме кислорода) углекислый газ и парааминогиппуровая кислота. Последняя вводится в легочную артерию с известной скоростью для поддержания значительной разницы ее в артериальной и венозной крови (1/5 парааминогиппуровой кислоты удаляется из крови почками за время 1 кругооборота крови). Зная скорость введения индикатора и артериовенозную разницу, легко определить по формуле Фика минутный объем сердца.
Дальнейшим развитием идеи Фика явилась разработка метода разведения индикатора, который с успехом используется в эксперименте и клинике уже свыше 70 лет. Сущность этого метода заключается в непрерывном измерении концентрации индикатора в артериальной крови после введения его в венозное русло. Stewart еще в 1897 г. применял для этой цели непрерывное введение индикатора с известной скоростью до создания в артериальной крови некоторой постоянной его концентрации («плато»), В качестве индикатора он использовал гипертонический раствор поваренной соли, концентрацию которой определял в артериальной крови по электропроводности последней. Сердечный выброс рассчитывался автором по формуле Фика (3.3).
В дальнейшем метод разведения индикатора усовершенствовали Hamilton, Kisman, Dow и др. Они доказали принципиальную возможность однократного быстрого введения индикатора в вену для регистрации минутного объема сердца и внесли ряд предложений, которые позволили избежать ошибок при расчете сердечного выброса, связанных с рециркуляцией крови.
В настоящее время в качестве индикатора наиболее часто используют различные красители (Т-1824; зелень Фокса - кардиогрин, патентованный синий, индигокармин и др.), радиоактивные изотопы, плазму крови и физиологический раствор, отличающийся по температуре от крови. Все используемые индикаторы должны обладать следующими свойствами: 1) равномерно смешиваться с кровью и 2) не выводиться из кровеносного русла за время циркуляции от места введения до места регистрации.
Общим условием при использовании всех индикаторов является необходимость их введения в правое сердце или легочную
артерию. Место регистрации концентрации индикатора в артериальном русле не имеет столь принципиального значения. По данным литературы, кривые разведения индикатора могут быть зарегистрированы как в аорте, так и в периферических артериях. Однако следует иметь в виду, что кривые разведения индикатора, зарегистрированные в дуге аорты или в периферических артериях, дают заниженные величины сердечного выброса, так как при таком определении исключается его миокардиальная фракция.
Диффузия газов через альвеолярную мембрану происходит между альвеолярным воздухом и венозной, а также артериальной кровью легочных капилляров. В табл. 10.2 приведены стандартные величины напряжения дыхательных газов в артериальной и венозной крови легочных капилляров.
Таблица 10.2. Напряжение дыхательных газов в артериальной и венозной крови легочных капилляровГрадиенты парциального давления кислорода и углекислого газа обусловливают процесс пассивной диффузии через альвеолярную мембрану кислорода из альвеол в венозную кровь (градиент 60 мм рт. ст.), а углекислого газа - из венозной крови в альвеолы (градиент 6 мм рт. ст.). Парциальное давление азота по обе стороны альвеолярной мембраны остается постоянным, поскольку этот газ не потребляется и не продуцируется тканями организма. При этом сумма парциального давления всех газов, растворенных в тканях организма, меньше, чем величина атмосферного давления, благодаря чему газы в тканях не находятся в газообразной форме. Если величина атмосферного давления будет меньше, чем парциальное давление газов в тканях и в крови, то газы начинают выделяться из крови в виде пузырьков, вызывая тяжелые нарушения в кровоснабжении тканей организма (кессонная болезнь).
Скорость диффузии (M/t) кислорода и углекислого газа через альвеолярную мембрану количественно характеризуется законом диффузии Фика . Согласно этому закону газообмен (M/t) в легких прямо пропорционален градиенту (ДР) концентрации 02 и С02 по обе стороны от альвеолярной мембраны, площади ее поверхности (S), коэффициентам (к) растворимости 02 и С02 в биологических средах альвеолярной мембраны и обратно пропорционален толщине альвеолярной мембраны (L), а также молекулярной массе газов (М). Формула этой зависимости имеет следующий вид:
Структура легких образует максимальное по величине поле для диффузии газов через альвеолярную стенку, которая имеет минимальную толщину (рис. 10.16). Так, количество альвеол в одном легком человека приблизительно равно 300 млн. Суммарная площадь альвеолярной мембраны, через которую происходит обмен газов между альвеолярным воздухом и венозной кровью, имеет огромные размеры (порядка 100 м2), а толщина альвеолярной мембраны составляет лишь - 0,3-2,0 мкм.
В обычных условиях диффузия газов через альвеолярную мембрану происходит в течение очень короткого отрезка времени (не более 3/4 с), пока кровь проходит через капилляры легких. Даже при физической работе, когда эритроциты проходят капилляры легкого в среднем за 1/4 с, указанные выше структурные особенности альвеолярной мембраны создают оптимальные условия для формирования равновесия парциальных давлений 02 и С02 между альвеолярным воздухом и кровью капилляров легких (рис. 10.17). В уравнении Фика константы диффузии (к) пропорциональны растворимости газа в альвеолярной мембране. Углекислый газ имеет примерно в 20 раз большую растворимость в альвеолярной мембране, чем кислород. Поэтому, несмотря на существенное различие в градиентах парциальных давлений 02 и С02 по обе стороны от альвеолярной мембраны, диффузия этих газов совершается за очень короткий отрезок времени движения эритроцитов крови через легочные капилляры.
Рис. 10.16. Диффузия газов через альвеолярную мембрану
. Диффузия газов в легких осуществляется по градиентам концентрации 02 и С02 между альвеолярным пространством и кровью капилляров легких, которые разделены альвеолярной мембраной. При этом диффузия тем эффективнее, чем тоньше альвеолярная мембрана и области контакта альвеолоцитов и эндотелиоцитов. Поэтому альвеолярная мембрана образована уплощенными частями альвеолоцитов I порядка (0,2 мкм) и эндотелиоцитов капилляров легких (0, 2 мкм), между которыми находится тонкая общая базальная мембрана (0,1 мкм) этих клеток. В состав мембраны входит также мономолекулярный слой сурфактант а. Мембрана эритроцитов является препятствием для диффузии газов в легких.
Газообмен через альвеолярную мембрану количественно оценивается диффузионной способностью легких, которая измеряется количеством газа (мл), проходящего через эту мембрану за 1 мин при разнице давления газа по обе стороны мембраны в 1 мм рт. ст.
Рис. 10.17. Градиенты парциального давления дыхательных газов в смешанной венозной крови легочной артерии, альвеолярном воздухе и артериальной крови
. Равновесие парциальных давлений углекислого газа и кислорода между альвеолярным воздухом и кровью легочных капилляров достигается в течение короткого времени (1/4-3/4 с) движения плазмы крови и эритроцитов в капиллярах легких.
Наибольшее сопротивление диффузии 02 в легких создают альвеолярная мембрана и мембрана эритроцитов, в меньшей степени - плазма крови в капиллярах. У взрослого человека в покое диффузионная способность легких 02 равна 20-25 мл мин-1 мм рт. ст.-1. С02, как полярная молекула (0=С=0), диффундирует через указанные мембраны чрезвычайно быстро, благодаря высокой растворимости этого газа в альвеолярной мембране Диффузионная способность легких С02 равна 400-450 мл мин-1 мм рт. ст.-1.
