Как определить сердечный выброс: подробное руководство

Сердечный выброс (СВ) – это объем крови, выбрасываемый сердцем (точнее, каждым желудочком) в аорту (или легочную артерию) за одну минуту. Это ключевой показатель работы сердечно-сосудистой системы, отражающий способность сердца обеспечивать органы и ткани необходимым количеством кислорода и питательных веществ. Определение СВ имеет важное значение в диагностике и мониторинге различных сердечно-сосудистых заболеваний, таких как сердечная недостаточность, артериальная гипертензия, шок и другие.

В этой статье мы подробно рассмотрим, что такое сердечный выброс, почему его важно определять, какие существуют методы для его измерения и как интерпретировать полученные результаты. Мы также предоставим пошаговые инструкции для некоторых методов, которые можно использовать в клинической практике.

## Что такое сердечный выброс и почему он важен?

Сердечный выброс (CO) – это произведение ударного объема (УО) и частоты сердечных сокращений (ЧСС).

* **Ударный объем (УО)** – это объем крови, выбрасываемый каждым желудочком сердца за одно сокращение.
* **Частота сердечных сокращений (ЧСС)** – это количество сердечных сокращений в минуту.

Формула расчета сердечного выброса:

CO = УО x ЧСС

Нормальный сердечный выброс у взрослого человека в состоянии покоя составляет от 4 до 8 литров в минуту. Этот показатель может варьироваться в зависимости от возраста, пола, физической активности и других факторов.

Сердечный выброс является важным показателем, поскольку он напрямую влияет на:

* **Доставку кислорода к тканям:** СВ обеспечивает транспортировку кислорода из легких к органам и тканям. Снижение СВ приводит к гипоксии (недостатку кислорода), что может вызвать повреждение органов.
* **Перфузию органов:** Адекватный СВ необходим для обеспечения достаточного кровоснабжения всех органов и тканей. Снижение СВ может привести к нарушению функции органов.
* **Артериальное давление:** СВ является одним из факторов, определяющих артериальное давление. Изменения в СВ могут влиять на уровень артериального давления.

Измерение сердечного выброса позволяет:

* **Оценить функцию сердца:** СВ является показателем сократительной способности сердца.
* **Диагностировать сердечно-сосудистые заболевания:** Изменения в СВ могут указывать на наличие сердечной недостаточности, клапанных пороков сердца, кардиомиопатии и других заболеваний.
* **Мониторировать состояние пациентов в критических состояниях:** СВ используется для оценки эффективности лечения у пациентов с шоком, сепсисом и другими критическими состояниями.
* **Оптимизировать лечение:** Измерение СВ позволяет врачам подбирать оптимальную дозу лекарственных препаратов и проводить другие лечебные мероприятия.

## Методы определения сердечного выброса

Существует несколько методов определения сердечного выброса, которые различаются по своей инвазивности, точности и стоимости. Вот некоторые из наиболее распространенных методов:

**1. Инвазивные методы:**

* **Катетеризация легочной артерии (метод Сван-Ганца):** Этот метод считается «золотым стандартом» для измерения СВ. В легочную артерию вводится катетер Сван-Ганца, который позволяет измерять давление в легочной артерии и температуру крови. С помощью термодилюции (введения холодного физиологического раствора) можно рассчитать СВ. Несмотря на высокую точность, метод инвазивен и связан с риском осложнений, таких как инфекция, тромбоэмболия и повреждение легочной артерии.

**Пошаговая инструкция (общий обзор):**

1. **Подготовка пациента:** Объясните процедуру пациенту и получите его согласие. Установите монитор для контроля ЧСС, артериального давления и ЭКГ.
2. **Установка катетера:** Под местной анестезией введите катетер в крупную вену (обычно подключичную или внутреннюю яремную). Под контролем давления продвигайте катетер через правое предсердие и правый желудочек в легочную артерию.
3. **Термодилюция:** Введите известный объем холодного физиологического раствора через проксимальный порт катетера. Датчик температуры на дистальном конце катетера измеряет изменение температуры крови в легочной артерии. Компьютер вычисляет СВ на основе кривой изменения температуры.
4. **Повторные измерения:** Проведите несколько измерений термодилюции (обычно 3-5) и усредните результаты для повышения точности.
5. **Удаление катетера:** После завершения измерений аккуратно удалите катетер и наложите давящую повязку на место введения.

* **Метод Фика:** Этот метод основан на принципе Фика, который гласит, что потребление кислорода организмом равно произведению СВ на артериовенозную разницу по кислороду. Для расчета СВ необходимо измерить потребление кислорода (например, с помощью газоанализатора) и концентрацию кислорода в артериальной и венозной крови. Метод также является инвазивным, так как требует забора крови из артерии и вены.

**Пошаговая инструкция (общий обзор):**

1. **Измерение потребления кислорода (VO2):** Пациента подключают к метаболической тележке (газоанализатору), которая измеряет объем вдыхаемого и выдыхаемого кислорода. VO2 рассчитывается как разница между вдыхаемым и выдыхаемым кислородом за определенный период времени.
2. **Забор артериальной крови:** Производится забор артериальной крови для измерения концентрации кислорода (CaO2).
3. **Забор смешанной венозной крови:** Производится забор смешанной венозной крови (обычно из легочной артерии с помощью катетера Сван-Ганца) для измерения концентрации кислорода (CvO2).
4. **Расчет СВ:** СВ рассчитывается по формуле: CO = VO2 / (CaO2 – CvO2).

**2. Минимально инвазивные и неинвазивные методы:**

* **Эхокардиография (ЭхоКГ):** Это неинвазивный метод, который использует ультразвук для визуализации сердца и измерения его размеров и функции. С помощью ЭхоКГ можно оценить ударный объем и частоту сердечных сокращений и, следовательно, рассчитать СВ. ЭхоКГ является широкодоступным и безопасным методом, но его точность может быть ограничена у пациентов с ожирением или заболеваниями легких. Существуют различные типы ЭхоКГ, включая трансторакальную (через грудную клетку) и чреспищеводную (через пищевод). Чреспищеводная ЭхоКГ обеспечивает более четкое изображение сердца, но является более инвазивной.

**Пошаговая инструкция (трансторакальная ЭхоКГ):**

1. **Подготовка пациента:** Пациент ложится на спину или на левый бок. Область грудной клетки, где будет прикладываться датчик, освобождается от одежды.
2. **Нанесение геля:** На датчик наносится специальный гель для улучшения проводимости ультразвука.
3. **Визуализация сердца:** Врач прикладывает датчик к грудной клетке в различных областях, чтобы получить изображение сердца в разных проекциях. Измеряются размеры полостей сердца, толщина стенок и оценивается функция клапанов.
4. **Измерение ударного объема:** Ударный объем можно оценить несколькими способами, например, с помощью измерения диаметра выносящего тракта левого желудочка и скорости кровотока в нем (метод VTI – velocity time integral).
5. **Расчет СВ:** СВ рассчитывается как произведение ударного объема на частоту сердечных сокращений.

* **Импедансная кардиография (ИКГ):** Этот метод основан на измерении электрического импеданса (сопротивления) грудной клетки. Изменения импеданса во время сердечного цикла связаны с изменениями объема крови в грудной клетке. С помощью ИКГ можно оценить ударный объем и СВ. Метод неинвазивен и относительно недорог, но его точность может быть ограничена у пациентов с заболеваниями легких или отеками.

**Пошаговая инструкция:**

1. **Подготовка пациента:** Пациент ложится на спину. Кожа в области шеи и грудной клетки очищается и обрабатывается спиртом.
2. **Наклеивание электродов:** На шею и грудную клетку наклеиваются электроды, которые измеряют электрический импеданс.
3. **Проведение измерения:** Аппарат ИКГ генерирует слабый электрический ток и измеряет импеданс. На основе изменений импеданса во время сердечного цикла рассчитывается ударный объем и СВ.
4. **Интерпретация результатов:** Полученные данные анализируются врачом.

* **Частичное реабсорбтивное дыхание углекислого газа (Partial CO2 Rebreathing):** Этот неинвазивный метод основан на измерении выдыхаемого углекислого газа во время кратковременного повторного вдыхания части выдыхаемого воздуха. Анализ изменений концентрации CO2 позволяет рассчитать СВ. Метод относительно прост в использовании и обеспечивает достаточно точные результаты, но требует специального оборудования.

* **Артериальный пульсовой анализ (Pulse Contour Analysis):** Этот метод анализирует форму пульсовой волны в артерии (обычно бедренной или лучевой) для оценки СВ. Существуют разные алгоритмы анализа пульсовой волны, некоторые из которых требуют калибровки с помощью других методов (например, термодилюции). Метод может быть как инвазивным (с использованием артериального катетера), так и неинвазивным (с использованием манжеты для измерения артериального давления).

* **Биореактивность:** (Bio-reactance). Неинвазивный метод мониторинга гемодинамики, основанный на измерении фазового сдвига между введенным в тело переменным током и результирующим напряжением. Анализ этих фазовых сдвигов позволяет рассчитать сердечный выброс и другие гемодинамические параметры. Датчики прикрепляются к телу пациента, а алгоритм анализирует изменения в электрическом сигнале, вызванные движением крови.

## Интерпретация результатов

После определения сердечного выброса необходимо правильно интерпретировать полученные результаты. Нормальные значения СВ варьируются в зависимости от возраста, пола, физической активности и других факторов. Как правило, нормальный СВ у взрослого человека в состоянии покоя составляет от 4 до 8 литров в минуту. Индекс сердечного выброса (ИСО), который рассчитывается как СВ, деленный на площадь поверхности тела, обычно составляет 2.5-4.0 л/мин/м².

**Низкий сердечный выброс** (менее 4 л/мин или ИСО менее 2.5 л/мин/м²) может указывать на:

* **Сердечную недостаточность:** Сердце не может эффективно перекачивать кровь.
* **Гиповолемию:** Недостаток объема циркулирующей крови (например, при кровотечении или дегидратации).
* **Клапанные пороки сердца:** Нарушение функции клапанов сердца, приводящее к снижению ударного объема.
* **Кардиомиопатию:** Заболевание сердечной мышцы, снижающее ее сократительную способность.
* **Шок:** Критическое состояние, характеризующееся недостаточной перфузией органов и тканей.

**Высокий сердечный выброс** (более 8 л/мин или ИСО более 4.0 л/мин/м²) может наблюдаться при:

* **Физической нагрузке:** Сердце работает более интенсивно, чтобы обеспечить возросшие потребности организма в кислороде.
* **Гипертиреозе:** Повышенная функция щитовидной железы, приводящая к увеличению ЧСС и СВ.
* **Анемии:** Снижение уровня гемоглобина в крови, приводящее к увеличению СВ для компенсации недостатка кислорода.
* **Сепсисе:** Инфекция, вызывающая воспалительную реакцию и увеличение СВ.
* **Артериовенозной фистуле:** Аномальное соединение между артерией и веной, приводящее к увеличению венозного возврата и СВ.

Важно учитывать, что интерпретация результатов измерения СВ должна проводиться врачом с учетом клинической картины пациента и других данных обследования. Изолированное измерение СВ может быть недостаточно для постановки диагноза. Необходимо учитывать другие факторы, такие как артериальное давление, ЧСС, насыщение крови кислородом и состояние органов и тканей.

## Факторы, влияющие на сердечный выброс

На сердечный выброс влияет множество факторов, которые можно разделить на несколько категорий:

**1. Факторы, влияющие на ударный объем (УО):**

* **Преднагрузка:** Объем крови, поступающий в желудочек перед сокращением. Увеличение преднагрузки (например, при увеличении венозного возврата) обычно приводит к увеличению УО (механизм Франка-Старлинга). Однако, при чрезмерном увеличении преднагрузки УО может снижаться.
* **Посленагрузка:** Сопротивление, которое сердце должно преодолеть для выброса крови в аорту. Увеличение посленагрузки (например, при артериальной гипертензии) приводит к снижению УО.
* **Сократимость:** Способность сердечной мышцы сокращаться. Увеличение сократимости (например, под действием адреналина) приводит к увеличению УО.

**2. Факторы, влияющие на частоту сердечных сокращений (ЧСС):**

* **Автономная нервная система:** Симпатическая нервная система увеличивает ЧСС, а парасимпатическая – уменьшает.
* **Гормоны:** Адреналин, норадреналин и гормоны щитовидной железы увеличивают ЧСС.
* **Лекарственные препараты:** Некоторые лекарства (например, бета-блокаторы) уменьшают ЧСС, а другие (например, атропин) – увеличивают.
* **Электролитный баланс:** Нарушения электролитного баланса (например, гипокалиемия) могут влиять на ЧСС.
* **Возраст:** ЧСС обычно снижается с возрастом.

**3. Другие факторы:**

* **Положение тела:** Смена положения тела может влиять на венозный возврат и СВ.
* **Физическая активность:** Физическая активность увеличивает СВ.
* **Эмоциональное состояние:** Стресс и тревога могут увеличивать СВ.
* **Температура окружающей среды:** Высокая температура окружающей среды может увеличивать СВ.

## Клиническое значение измерения сердечного выброса

Измерение сердечного выброса имеет важное клиническое значение в различных ситуациях:

* **Сердечная недостаточность:** Оценка СВ позволяет оценить тяжесть сердечной недостаточности и эффективность лечения.
* **Шок:** Измерение СВ помогает определить тип шока (например, гиповолемический, кардиогенный, септический) и подобрать адекватную терапию.
* **Артериальная гипертензия:** Оценка СВ может помочь определить причину артериальной гипертензии и выбрать оптимальную стратегию лечения.
* **Послеоперационный период:** Мониторинг СВ позволяет выявить и корректировать гемодинамические нарушения после операций на сердце и других органах.
* **Интенсивная терапия:** Измерение СВ используется для мониторинга состояния пациентов в критических состояниях и оценки эффективности проводимой терапии.
* **Спорт:** Оценка СВ используется для оценки физической подготовленности спортсменов и оптимизации тренировочного процесса.

## Заключение

Сердечный выброс – это важный показатель работы сердечно-сосудистой системы, который отражает способность сердца обеспечивать органы и ткани необходимым количеством кислорода и питательных веществ. Существует несколько методов определения СВ, которые различаются по своей инвазивности, точности и стоимости. Выбор метода зависит от клинической ситуации и доступности оборудования. Правильная интерпретация результатов измерения СВ требует учета клинической картины пациента и других данных обследования. Измерение СВ имеет важное клиническое значение в диагностике и мониторинге различных сердечно-сосудистых заболеваний, а также в оценке состояния пациентов в критических состояниях. Понимание факторов, влияющих на СВ, и клинического значения его измерения позволяет врачам эффективно управлять состоянием пациентов и улучшать их исходы.