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.

Измерение

Принцип Фика.

В клинической практике сердечный выброс (СВ) можно оценить измерением импе­данса грудной клетки или более обычным и надежным методом разведения индикатора.

В своей простейшей форме первичную основу определения СВ по методу Фика можно объяснить следующим образом: количество любого маркера, содержащегося в ста­тическом объеме, представляет собой произведение этого объема и концентрации.

В классическом варианте в качестве индикатора использовался краситель, поддаю­щийся обнаружению спектрофотометрическим методом (например, индигоцианин или "кардиогрин"), который связывается с плазменным белком.

В динамической системе, в которую непрерывно добавляется и из которой непрерыв­но выводится маркер, скорость выведения маркера равна произведению скорости потока и разности концентраций на входе и выходе области выведения.

В равновесном состоянии никакого повышения или снижения маркера не происхо­дит.

Например, если артериальный кислород потребляется организмом и пополняется с той же скоростью легкими, VO2 - это произведение СВ и разности концентраций О2 меж­ду артериальной и смешанной венозной (легочной артериальной) кровью.

Поэтому, если скорость потребления О2 известна или легко оценивается, определив содержание О2 в артериальной и смешанной венозной (взятой из легочной артерии) крови, можно вычислить скорость потока (сердечный выброс).

Однако в нестабильных условиях результаты этих вычислений могут быть совер­шенно ошибочными.

Термодилюционный метод.

Подобный же принцип применяется для определения СВ термодилюцией, при кото­рой введенный и разведенный тепловой маркер является тепловым дефицитом и скорость его исчезновения за счет разбавления теплой венозной кровью является показателем ско­рости кровотока.

Хотя все введенные в легочную артерию катетеры позволяют получить пробу сме­шанной венозной крови для определения по методу Фика, возможности термодилюции обеспечивают более удобное, повторяющееся и точное измерение кровотока.

Чувствительный малоинерционный термистор, прикрепленный к концу катетера, под влиянием колебаний температуры непрерывно изменяет электрическое сопротивление, реагируя на тепловые изменения в крови легочной артерии.

Как дополнительное преимущество термистор обеспечивает высоконадежное, не­прерывное считывание внутренней температуры тела.

Когда порция холодной жидкости поступает в правое предсердие, она смешивается с теплой венозной кровью, возвращающейся с периферии.

Правый желудочек перемешивает и гомогенизирует две жидкости, и термистор реги­стрирует динамическую температурную кривую, образующуюся, когда смесь промывает проксимальную часть легочной артерии.

Связь СВ с температурой выражается формулой Стюарта - Гамильтона:

Q = V (Тв - Т1) K,K2/TB(t) dt,

где Q - сердечный выброс; V - введенный объем; Тв - температура крови; Т, - температура введенной жидкости; TB(t) dt - изменение температуры крови как функция времени; К1К2 - вычислительные коэффициенты.

Компоненты числителя - это или известные константы (V, К1 К2), или измеренные величины (Тв, Т1).

Знаменатель - площадь под кривой "температура - время", полученная компью­терным интегрированием сигнала термистора.

При должном внимании к методу получения данных термодилюционный метод оценки СВ дает информацию, хорошо сопоставимую с результатами, полученными в ста­бильном состоянии методом Фика (Fick) и разведением красителя.

Технические трудности и потенциальные ошибки

Положение термистора.

Кроме немногочисленных довольно очевидных исключений, большинство тех­нических ошибок при определении СВ связано со слишком высокой оценкой истинной величины.

Чтобы правильно оценить выброс, термистор должен воспринимать хорошо сме­шанный холодный "заряд" известной величины и свободно лежать в просвете централь­ной легочной артерии.

Контакт со стенкой сосуда или инкапсуляция сгустком вызывает изоляцию терми­стора от холодного потока, искажая измеряемую величину.

Форма кривой давления в легочной артерии, которая кажется сглаженной или угло­ватой, может указывать на неправильное расположение термистора и связанные с этим потенциальные проблемы.

Хорошая клиническая практика предполагает периодическую проверку кривой "тем­пература - время", особенно когда полученные результаты расходятся с остальной ча­стью клинической картины, когда последовательные оценки чрезвычайно вариабельны или когда возникают другие вопросы по точности температуры.

Для правильной кривой характерны быстрое изначальное снижение до минимальной величины и постепенное возвращение к исходному уровню через 10-15 с после введе­ния.

Искаженные кривые должны насторожить врача в отношении возможного неадек­ватного смешивания введенного вещества с кровью, контакта термистора со стенкой со­суда, патологического характера дыхания и аритмии или резкого изменения частоты сер­дечных сокращений.

Информация от нетипичных кривых использоваться не должна.

Вводимый объем и температура.

Охлаждение вводимого вещества подчеркивает тепловое различие между маркером и кровью, увеличивая силу сигнала.

Хотя охлаждение теоретически повышает точность и воспроизводимость измерений, достигнутая сейчас превосходная чувствительность системы "термистор - компьютер" позволяет использовать вводимое вещество при комнатной температуре без значительной потери точности.

Комнатная температура не требует 45-минутного периода выравнивания, необходи­мого для завершения охлаждения; поддержание надлежащей температуры вводимого ве­щества облегчается, и ошибки, вызванные повторным нагреванием во время обработки, минимальны.

Кроме того, брадикардия и предсердные аритмии в течение введения в этом случае встречаются редко.

Нередко вводят объемы величиной 10 мл при комнатной температуре, но можно ис­пользовать объемы 5 мл (с соответствующим регулированием компьютера) с приемлемы­ми результатами, когда частые измерения представляют существенную опасность объем­ной перегрузки.

В случае серьезной гипотермии пациенты, однако, требуют большего объема для по­лучения приемлемого соотношения "сигнал - шум" фона.

Какой бы объем ни вводился, шприцы должны быть наполнены особенно тщательно; изменения вводимого объема вносят заметный вклад в ошибку измерения.

Кристаллоидная жидкость, выбранная для введения, - солевой раствор или декстро­за - существенно не влияет на результат вычисления.

Когда введение заканчивается в течение 4 с, скорость введения не оказывает замет­ного влияния на результат; автоматизированные инъекторы не обладают убедительными преимуществами перед ручным введением.

Изменения дыхания.

Температура крови в легочной артерии имеет тенденцию в течение дыхательного цикла меняться, особенно во время искусственной вентиляции легких.

Было высказано мнение, что введение следует начинать всегда в одной точке дыха­тельного цикла, но необходимость такой методики спорна.

Одно из компромиссных решений состоит в том, чтобы сделать по крайней мере три введения через равные доли дыхательного цикла и усреднить результаты.

Несоответствие катетера и компьютера.

Коэффициенты широко изменяются в зависимости от величины объема, температу­ры вводимого вещества и типа используемого катетера.

Если измеренный сердечный выброс не соответствует клинической картине, особен­но когда с тем же самым компьютером используются катетеры различного производ­ства, следует заподозрить несоответствие обоих элементов.

Анатомические изменения.

Значения сердечного выброса, полученные термодилюционным методом, обычно точны, если вычислительные коэффициенты введены правильно, катетер установлен на нужном участке и используется соответствующая техника введения.

Однако такие не вводимые оператором переменные, как внутрисердечное шунтиро­вание, недостаточность трехстворчатого клапана или неисправность термистора из-за теп­ловой изоляции контактом со стенкой или сгустком, может снизить достоверность резуль­татов.

Ошибки также могут вызываться ошибочным увеличением холодовой нагрузки, со­путствующим быстрому внутривенному введению жидкостей вблизи правого предсердия.

Клиническая интерпретация сердечного выброса

Важная диагностическая информация относительно функционального статуса сердца и сосудистой сети часто может быть получена при сопоставлении измерения сердечного выброса и давления наполнения желудочков.

Особенно полезны для этой цели исследования с использованием жидкости.

Однако СВ должен интерпретироваться в соответствии с массой и метаболизмом па­циента. СВ величиной 3 л/мин может удовлетворять потребности охлажденного истощен­ного больного массой 40 кг, но тот же самый СВ может ассоциироваться с циркуляторным кризисом у ранее здоровой жертвы ожога с массой тела 100 кг.

Чтобы учесть диапазон изменения массы тканей, используется сердечный индекс (СИ = СВ/поверхность тела).

Площадь поверхности тела (ППТ) можно определить по существующим номо­граммам или приближенно рассчитать по следующему уравнению:

ППТ = 0,202 х Wt0,425 х Ht °’725,

где ППТ выражена в квадратных метрах, Wt - масса тела в килограммах и рост (Ht)

В метрах.

Однако используемый отдельно СИ приносит ограниченную пользу при оценке аде­кватности перфузии.

Вследствие своего широкого диапазона любая данная величина СИ может сопутст­вовать обильной, относительно адекватной или недостаточной доставке О2 тканям в зави­симости от концентрации гемоглобина, метаболических потребностей и распределения кровотока.

Измерение диуреза и метаболическая продукция кислот (содержание анионов и лак­тата в плазме) вместе с индексами утилизации тканями кислорода (например, экстракция О2) позволяют точнее судить об адекватности перфузии.

Индексы сосудистого сопротивления.

Чтобы определить постнагрузку желудочков и причину гипотензии, можно исполь­зовать оценку СВ в сочетании с измерениями легочного и системного давления для вы­числения параметров сосудистого сопротивления.

Эти показатели сосудистого сопротивления дополняют данные о среднем системном давлении крови при выборе сосудорасширяющей и вазопрессорной терапии.

Общелегочное сосудистое сопротивление (ОЛСС) и общепериферическое со­судистое сопротивление (ОПСС) - приблизительные показатели, рассчитанные, исходя из предположения о применимости закона Пуазейля для ламинарного потока:

ОЛСС = (Рра - Pw)/CB и ОПСС = (САД - Pra)/CB,

где СВ - сердечный выброс, САД - среднее системное артериальное давление, Рра

Среднее давление в легочной артерии и Рл - среднее давление в правом предсердии.

Показатели ОЛСС и ОПСС в клинической практике применяются широко, но следу­ет прибегать и к вычислению сосудистого сопротивления, лучше всего в связи с площа­дью поверхности тела, с использованием сердечного индекса вместо сердечного выброса.

Результирующие величины - системный и легочный индексы - позволяют избе­жать вводящего в заблуждение влияния размеров тела на исходные параметры.

Существенное повышение легочного индекса практически всегда указывает на ос­новную патологию легких, отражая воздействие стенозирующих и обтурирующих факто­ров на легочное капиллярное русло.

К сожалению, однако, сложное отношение между ОЛСС и СВ часто затрудняет их физиологическую интерпретацию.

Изменения индекса общелегочного сосудистого сопротивления должны оцениваться с полным пониманием того, что он зависит от выброса.

При вычислении ОЛСС следует принять во внимание, что, когда легочное сосуди­стое русло не находится в нормальном состоянии, сопротивление может меняться как функция кровотока.

Фактически величина ОЛСС, так же как и ее реакция на намеренное изменение сер­дечного выброса, может служить полезным прогностическим показателем при таких ост­рых заболеваниях легких, как ОРДС (рис.2.9).

Отсутствие роста ОЛСС в ответ на увеличение сердечного выброса говорит о вполне достаточном резерве; острое увеличение ОЛСС параллельно росту сердечного выброса указывает на обширную облитерацию легочного сосудистого русла.

ОПСС может повышаться до высоких значений, поддерживая "субоптимальный" сердечный выброс путем стабилизации соответствующего давления перфузии в жизненно важном капиллярном русле.

Однако чрезмерный рост ОПСС может затруднить работу ослабленного левого же­лудочка.

Рис. 2.9. Зависимость разности давлений (Ррд-Pw), вызывающей протекание крови через сеть ле­гочных сосудов, и сопротивления легочных сосудов от сердечного выброса. Кривая (Ррд-Pw) от сердечного выброса не проходит через начало координат зависимости функции, и вычисленные значения сопротивле­ния легочных сосудов (тангенс угла наклона данной кривой к горизонтальной оси), видимо, в норме снижа­ются по мере повышения сердечного выброса. При наличии заболевания отношение величины движущего давления к величине потока крови нелинейно, и поэтому сопротивление легочных сосудов (ОЛСС) может казаться неизменным или повышающимся. Вычисление ОЛСС на основе изменений (Ррл-Pw) и сердечного выброса (например, наклона линии АБ) помогает устранить трудности интерпретации.

Доставка кислорода.

Одно из наиболее полезных применений данных о сердечном выбросе - лечение гипоксемии.

Поскольку ткани пытаются извлечь такое количество кислорода, которое требуется, чтобы поддержать аэробный метаболизм, напряжение О2 в смешанной венозной крови па­дает, когда доставка О2 (произведение величин СВ и содержания О2 в артериальной кро­ви) становится неадекватной метаболическим потребностям тканей.

Если доля венозной > шунтирующей легкие, остается неизменной, напряжение О2 в артериальной крови может резко упасть, так как эта не насыщенная кислородом кровь смешивается с кровью, прошедшей через капилляры хорошо вентилируемых участков легких.

Таким образом, угнетенный СВ может вносить определенный вклад в гипоксемию, а изменения сердечного выброса иногда объясняют озадачивающие изменения в напряже­нии артериального О2.

Работы, посвященные методу артериальной термодилюции , основываются на недостатках метода терморазведения, выполняемого посредством катетеризации легочной артерии. Помимо осложнений, связанных с этой процедурой, их авторы указывают на возможность получения недостоверных результатов измерения СВ. В частности, Jullien Т. и соавт. (1995), используя контрастную эхокардиографию и доплерографию, показали, что ИВЛ может приводить к выраженной недостаточности трикуспидального клапана и возникающий при этом обратный ток крови существенно искажает результаты измерения СВ.

Положительное давление в грудной клетке во время вдоха при проведении аппаратного дыхания также может сказываться на результатах измерения СВ, показатель которого зависит от того, в какую фазу дыхательного цикла производится инъекция индикатора.

Основан на анализе изменений температуры артериальной крови. Индикатор (охлажденный изотонический раствор) вводят в центральный венозный катетер, а кривую терморазведения регистрируют с помощью термодилюционного катетера (4F), введенного в бедренную или плечевую артерию.

Метод артериальной термодилюции может применяться в режиме непрерывного измерения СВ. При этом, в отличие от доступа через легочную артерию, нет необходимости в использовании специального дорогостоящего катетера. После измерения СВ методом артериальной термодилюции полученные данные ударного выброса принимают за базовый уровень. В дальнейшем значения СВ вычисляют исходя из результатов математической обработки кривой артериального давления и базового значения УВ. В исследовании A. Perel (1998) при сопоставлении результатов, полученных на основе непрерывного измерения СВ, с термодилюционным методом коэффициент линейной корреляции составил 0,95.

Несмотря на справедливость замечаний, высказываемых авторами метода артериальной термодилюции , вряд ли его можно признать менее инвазивным, чем термодилюционный метод, осуществляемый с помощью установки катетера Свана-Ганса. В этой связи оба метода применимы у наиболее тяжелой категории пациентов, требующих помимо проведения инфузионно-трансфузионной терапии применения вазоактивных и кардиотонических препаратов.

Метод Фика

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).

Основные положения . Наряду с артериальным давлением для достаточного снабжения периферических отделов тела решающее значение имеет минутный объем сердца (МОС), т. е. масса крови, участвующая в кровообращении в течение 1 мин. Его можно измерять тремя различными методами:

• - по методу Фика;
• - по методу разведения индикатора;
• - при помощи реокардиографии.

В то время как методы Фика и разведения индикатора принадлежат к кровавым методам, делающим необходимым доступ в сосудистое русло, реокардиография относится к неинвазивным некровавым методам измерения.

Метод Фика . Для определения минутного объема сердца (МОС) по методу Фика необходимо измерить поглощение кислорода и артериальную разницу содержания кислорода (avD-О 2). МОС определяют по формуле:

Если предположить, что имеется одинаковое поглощение кислорода, то большая разница avD-О 2 по этой формуле равнозначна малому МОС и, наоборот, - малая avD-О 2 означает большой МОС. На основе этих соотношений между avD-О 2 и МОС некоторые авторы ограничиваются измерением avD-О 2 и отказываются от расчета МОС.

Содержание кислорода в артериальной и смешанной венозной крови, необходимое для определения avD-О 2 может быть измерено непосредственно или рассчитано по концентрации гемоглобина и насыщению кислородом артериальной и смешанной венозной крови. Для такого определения кровь должна быть взята из a. pulmonalis и из артерии большого круга кровообращения (рис. 3.5).

Для определения потребления кислорода необходимо измерить содержание кислорода во вдыхаемом и выдыхаемом воздухе. Для этой цели лучше всего собирать воздух в дыхательные газовые мешки (мешки Дугласа). Метод Фика отличается большой точностью измерения, которое становится еще более точным с уменьшением МОС. Таким образом, метод Фика для измерения МОС при шоке наиболее приемлем. Он не подходит только при наличии пороков - шунтов, так как часть крови не проходит тогда через легкие. Технические затраты на измерения, особенно принимая во внимание необходимость определения содержания кислорода во вдыхаемом воздухе, настолько значительны, что делают метод Фика для практического контроля при шоке редко применимым.

Метод разведения индикатора . При определении МОС по методу разведения индикатора в вену больного вводят определенное количество индикатора и после смешивания с кровью определяют остающуюся концентрацию этого индикатора в оттекающей крови. Введение индикатора и измерение концентрации должны производиться в одном из основных сосудистых магистралей (правый желудочек, a. pulmonalis , аорта). При большом МОС происходит сильное разведение, а при малом,- наоборот, малое разведение индикатора. Если записывать одновременно кривую концентрации индикатора, то в первом случае отмечается небольшой, а во втором - резкий подъем кривой. Предпосылкой к использованию метода являются основательное смешивание крови и индикатора и исключение каких-либо потерь индикатора.

Расчет МОС производят по формуле:

МОС = Количество вводимого индикатора/Площадь кривой концентрации за определенное время

МОС может быть рассчитан с помощью небольшого компьютера, в который вводят необходимые данные. В качестве индикаторных субстанций могут употребляться красящие вещества, изотопы или холодовые растворы.

В практике интенсивной терапии наибольшее распространение получил метод холодового разведения (термодилюция). При этом методе холодовый раствор вводят в vena cava superior или в правое предсердие и регистрируют вызванное им изменение температуры крови в a. pulmonalis (рис. 3.6). С помощью катетера, плавающего в a. pulmonalis , снабженного на конце термоизмерительным зондом с использованием небольшого компьютера, можно быстро рассчитать МОС. Методика термодилюции превратилась в рутинный метод, применяемый в клинике у постели больного. Подробности метода описаны ниже. При использовании метода разведения красок красящее вещество вводят в a. pulmonalis . Концентрацию красящего вещества измеряют в аорте или в одном из больших артериальных стволов (рис. 3.7). Существенный недостаток метода разведения красящего вещества состоит в том, что красящее вещество длительное время остается в круге кровообращения и поэтому это оставшееся количество вещества должно учитываться при последующих измерениях. Для метода разведения красящего вещества при расчете МОС можно также использовать компьютер.

Реокардиография . Относится к непрямым неинвазивным методам измерения и дает возможность кроме того определить ударный объем сердца. Метод основан на регистрации изменений биоэлектрического сопротивления в груди, возникающих в результате ишемическйх изменений объема крови сердца. Отведение реографических кривых осуществляют с помощью циркулярных ленточных электродов, которые укрепляют на шее и на груди (рис. 3.8). Ударный объем высчитывают просто по уровню амплитуды реографической кривой, по времени изгнания крови из сердца, по расстоянию между электродами и по основному сопротивлению. При записи реографических кривых следует соблюдать определенные внешние условия измерения (расположение электродов, положение больного, цикл дыхания), так как в противном случае сравнение измеряемых величин станет невозможным. По опыту, полученному в клинике, реокардиография особенно приемлема для текущего контроля у одного и того же больного, но для абсолютного определения ударного и минутного объема сердца при шоке она применима весьма условно.

Нормальные величины . Нормальными величинами МОС в покое в зависимости от роста и массы тела больного являются 3-6 л/мин. При значительной физической нагрузке МОС увеличивается до 12 л/мин.

Так как между ростом и величиной МОС существуют тесные соотношения, рекомендуется при получении данных о МОС учитывать соответствующую поверхность тела больного. При такого рода пересчете измеренную величину МОС делят на величину поверхности тела, получая так называемый индекс минутного объема сердца, или проще - сердечный индекс, который указывает на величину МОС на 1 м 2 поверхности тела. Нормальные величины индекса МОС составляют в покое 3-4,4 л/мин м 2 . Поверхность тела определяют по номограмме из величин роста и массы тела. Соответственно индексу МОС имеется также индекс ударного объема. Таким же образом ударный объем пересчитывают на величину поверхности тела в 1 м 2 . Нормальные величины составляют 30-65 мл на 1 м 2 поверхности тела.

В течение начальной фазы шока МОС следует измерять с промежутками 30-60 мин. Если в результате проводимой противошоковой терапии гемодинамика стабилизирована, то достаточно измерений с промежутками 2-4 ч (рис. 3.9).

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.