Ударный объем и сердечный выброс

Ударный объем — это количество крови, выбрасываемое желудочком за одно сокращение, а сердечный выброс — это этот объем, умноженный на частоту сердечных сокращений, то есть общий объем крови, перекачиваемый сердцем в минуту. Вместе они количественно характеризуют насосную функцию сердца и описывают, как доставка крови соответствует метаболическим потребностям организма.

Definition

Ударный объем — это объем крови, выбрасываемый желудочком за одно сокращение (конечно-диастолический минус конечно-систолический объем); сердечный выброс — это объем крови, перекачиваемый в минуту, равный ударному объему, умноженному на частоту сердечных сокращений.

Scope

Тема охватывает определения и детерминанты ударного объема (преднагрузка, постнагрузка, сократимость) и сердечного выброса (ударный объем и частота сердечных сокращений), а также принципы их измерения. Они рассматриваются как показатели работы органа в целом; клеточная основа силы сокращения рассматривается в разделе «Сокращение сердечной мышцы», а работа камер сердца — в разделе «Функция желудочков».

Core questions

• В чем разница между ударным объемом и сердечным выбросом?
• Как преднагрузка, постнагрузка и сократимость влияют на ударный объем?
• Как частота сердечных сокращений взаимодействует с ударным объемом для определения выброса?
• Как измеряются ударный объем и сердечный выброс?
• Как сердечный выброс соответствует изменяющимся метаболическим потребностям?

Key concepts

• Ударный объем = конечно-диастолический объем минус конечно-систолический объем
• Сердечный выброс = ударный объем x частота сердечных сокращений
• Преднагрузка, постнагрузка и сократимость
• Сердечный индекс (выброс, нормализованный по площади поверхности тела)
• Фракция выброса
• Принцип Фика и измерение методом термодилюции

Key theories

Механизм Франка-Старлинга

Ударный объем увеличивается с увеличением конечно-диастолического наполнения, поскольку большее растяжение миокарда увеличивает силу сокращения, позволяя сердцу регулировать выброс в соответствии с венозным возвратом, что отражено в кривых функции желудочков.

Mechanisms

Ударный объем определяется тремя факторами: преднагрузкой (степень наполнения желудочков, которая увеличивает силу сокращения через механизм Франка-Старлинга, описанный Сарноффом), постнагрузкой (нагрузка, против которой желудочек выбрасывает кровь, что препятствует укорочению) и сократимостью (внутренняя сила сокращения, не зависящая от нагрузки). Умножение ударного объема на частоту сердечных сокращений дает сердечный выброс — основной показатель циркуляторной доставки в организме, который может быть выражен относительно размера тела как сердечный индекс. Выброс измеряется неинвазивно путем эхокардиографической оценки объемов камер — стандартизированной рекомендациями ASE/EACVI по количественной оценке камер, обобщенными Лангом, — или инвазивно с использованием принципа Фика или термодилюции.

Clinical relevance

Сердечный выброс и ударный объем являются основными показателями адекватности кровообращения и лежат в основе оценки шока, сердечной недостаточности и толерантности к физической нагрузке, в то время как фракция выброса, полученная из объемов камер, является рутинным клиническим индексом функции желудочков. Данная статья объясняет физиологию и принципы измерения для справки и не является основой для индивидуальной диагностики или принятия решений о лечении.

Evidence & guidelines

Детерминанты ударного объема основаны на классической физиологии (кривые функции желудочков Сарноффа) и стандартных учебниках, в то время как современное измерение объемов камер и фракции выброса соответствует рекомендациям ASE/EACVI по количественной оценке камер (Lang, 2015).

History

Адольф Фик в девятнадцатом веке предложил принцип, который до сих пор носит его имя, для расчета сердечного выброса по потреблению кислорода и артериовенозной разнице кислорода. Зависимость ударного объема от наполнения была формализована в традиции Франка-Старлинга и количественно выражена кривыми функции желудочков Сарноффа, а современные консенсусные документы по визуализации, такие как рекомендации ASE/EACVI, стандартизировали используемые сегодня объемные измерения.

Key figures

• Ernest Starling
• Adolf Fick
• Stanley Sarnoff

Seminal works

• sarnoff-1955
• lang-2015

Frequently asked questions

Как связаны ударный объем и сердечный выброс?

Сердечный выброс равен ударному объему, умноженному на частоту сердечных сокращений. Ударный объем — это кровь, выбрасываемая за одно сокращение, поэтому умножение его на количество сокращений в минуту дает объем, перекачиваемый каждую минуту.

Какие три фактора определяют ударный объем?

Преднагрузка (насколько наполняется желудочек), постнагрузка (сопротивление, против которого он должен выбрасывать кровь) и сократимость (внутренняя сила сокращения). Увеличение преднагрузки или сократимости повышает ударный объем, тогда как увеличение постнагрузки, как правило, снижает его.