Расчет объема циркулирующей крови, центрального объема крови и объема крови, находящейся в системе малого круга

Объемные характеристики кровообращения оказываются чрезвычайно важными при наличия механизмов изменения основных гемодинамических параметров. С достоверностью установлено, что не только насосная функция сердца (нагрузка "на входе"), но и сосудистый тонус, особенно резистивных сосудов ("ауторегуляция"), зависят от объемных характеристик сердечно-сосудистой системы. Особое значение объемы крови имеют для регуляции системной гемодинамики, определяя не только рефлекторные реакции, но и вовлечение гуморальных, в том числе и эндокринных факторов.

10.1. Расчет объема циркулирующей крови

Для определения объема циркулирующей крови (ОЦК) обычно используют методику разведения индикатора. В качестве индикатора используют те же вещества, что и для определения сердечного выброса методом Стюарта-Гамильтона. В качестве примера приводится наша модификация методики с краской Ивенса Т-1824 (В.Б.Брин,1978). Предварительно готовится 1% раствор синьки Ивенса и производится ряд разведений краски согласно таблице, приводимой в приложении 20 [показать] .

В шприц, смоченный гепарином, из вены набирается 6-7 мл крови и через эту же иглу вводится в вену 5-10 мл 1% раствора краски (50-100 мг). Через 10 мин вновь производится забор 5 мл крови в гепаринизированный шприц. Обе порции крови центрифугируются при 6000 об/мин в течение 30 мин-1ч. Сразу же после взятия первой порции крови из шприца заполняется 2 капилляра гематокрита и центрифугируются при 6000 об/мин - 15-30 мин. Плазма из обеих пробирок отсасывается и в 2 пробирки наливается по 1 мл фоновой плазмы и плазмы с синькой. В каждую пробирку наливается по 5 мл физиологического раствора, т.е. производится разведение 1:6. Плазма фоновой пробирки разливается поровну, т.е. по 3 мл в две пробирки. В штатив помещают три пробирки с плазмой и нумеруют в следующем порядке:

- нормальная плазма 3,0 мл;
- нормальная плазма 3,0 мл;
-опытная плазма с синькой 3,0 мл.

В первую пробирку добавляют 0,1 мл физиологического раствора, во вторую пробирку - 0,1 мл краски из пробирки ряда разведения краски, например из пробирки №7 (см. выше приложение 20); в третью пробирку не добавляют ничего. На спектрофотометре СФ-26 при длине волны 640 мкм фотометируют: 1 кювета - плазма из первой пробирки; 2 кювета - плазма с синькой из второй пробирки; 3 кювета - опытная плазма из пробирки №3. Фотометирование можно производить и на фотоэлектроколориметре со светофильтром №8 - 600 нм.

Далее расчет объема циркулирующей плазмы (OЦП) производится по формуле:

(180)

где М_контр. - количество краски, искусственно добавленной в пробирку №2; М_опыт. - количество краски, введенной в вену; Н_контр. -показание прибора для плазмы с добавленной синькой (из пробирки №2); Н_опыт. - показание прибора для опытной плазмы из пробирки №3; 6 -степень разведения плазмы (для проведения ее к цельной плазме).

Объем циркулирующей крови находят с учетом гематокрита по формуле:

(181)

где Н_т - гематокритный показатель; 0,96 - поправочный коэффициент для учета количества плазмы, остающейся между эритроцитами после центрифугирования крови.

Общая формула расчета ОЦК для любого индикатора может быть представлена следующим образом:

(182)

где С - количество введенного индикатора в микрограмиах; К - концентрация индикатора в крови, мКг/мл.

Объем циркулирующей крови может быть определен бескровным методом с помощью регистрации интегрального базисного сопротивления тела (R) на реографе при наложении электродов для реографии по методу Тищенко. Отличием от размещения электродов по оригинальному методу Тищенко является их помещение для определения OЦК не на дистальные участки голеней и предплечий, а на середину голеней и предплечий. Формула расчета OЦК в случае применения стандартных реографических свинцовых пластинчатых электродов площадью 25 см² по Н .М .Шестакову (1977) для человека:

ОЦК = 770 / R, л

(183)

Могут быть применены вместо свинцовых пластин и электроды-присоски для грудных отведений ЭКГ. Попарно объединенные для верхних и нижних конечностей, они также накладываются на средние трети голеней и предплечий. Поскольку площадь этих электродов меньше, формула расчета (ЦК по Н.М.Шестакову (1977) имеет иной вид:

ОЦК = 1178 / R, л

(184)

Аналогичный метод определения ОЦК может быть использован и у лабораторных животных. Так, для кроликов формула, эмпирически выведенная Н.М. Шестаковым, имеет следующий вид:

ОЦК = 70 / R, л

(185)

или

ОЦК = 572 - R, л

(186)

Для других видов животных формула может быть выведена эмпирически, путем сопоставления реографических данных с прямыми методами регистрации ОЦК.

Однако, как показали наши исследования, определение ОЦК по реографическому методу Н.М.Шестакова дает существенные погрешности, а в условиях патологии, например при наличии отечного синдрома или клеточной дегидратации, вообще не применима. В то же время быстрота и подкупающая несложность и атравматичность метода, на наш взгляд, выдвигают настоятельную необходимость его изучения и совершенствования.

Определение объемов крови в различных участках тела возможно и с помощью тетраполярной реография (Н.А.Енизарова с соавт., 1981). В таких случаях правильнее говорить об удельных объемах, так как импеданс отражает общий объем жидкости изучаемой области (мл на 100 г ткани). При измерении "токовые" кольцевые электроды накладываются на голову (уровень на середине лба) и на 5 см выше внутренней лодыжки, а "потенциальные" в зависимости от определяемого объема:

для определения удельного объема крови в брюшной полости (ОКБ_уд) - на 8 см ниже места сочленения грудины и мечевидного отростка и на уровне гребней подвздошных костей таза;
для определения удельного периферического объема крови конечности (ПОК_уд) электроды накладываются соответственно на 10 и 25 см выше внутренней лодыжки.

Расчет производится по формулам:

(187)

где K₁ · ρ равняется 50·10³, Ом·см; Q_ср. - усредненный периметр брюшной полости, см; Z - межэлектродное базисное сопротивление

(188)

где К₂ · ρ равняется 25·10³, Ом·см; Q - периметр голени.

Зная величину ОЦК и МОК, можно рассчитать время одного круго оборота крови (Т):

(189)

Обратная величина (I/T) носит название количества кругооборотов крови (ККК) за минуту.

Исходя из этих же показателей, можно рассчитать коэффициент эффективности циркуляции (КЭЦ), показывающий величину соответствия насосной функций сердца объему крови:

КЭЦ = МОК / ОЦК

(190)

Цримерно тот же смысл имеет и ударный коэффициент циркуляции (УКЦ):

УКЦ = УOК / ОЦК

(191)

10.2. Расчет объемов крови в малом круге

Определение объема крови, находящейся в малом круге кровообращения, имеет чрезвычайно важное значение. Известно, что обеспечение быстрого увеличения сердечного выброса происходит в первую очередь за счет активного уменьшения емкости сосудистого лoжа малого круга кровообращения. И лишь в дальнейшем увеличивается венозный возврат к правому сердцу. Подобные физиологические реакции наблюдаются при переходе из состояния покоя к активной физической деятельности и вообще при состояниях, требующих быстрого увеличения сердечного выброса. Кроме того ряд авторов полагает, что система малого круга кровообращения является важным депо крови в организме. И наконец, имеется четкая зависимость между количествам крови в легочных капиллярах и степенью ее насыщаемости кислородом.

Объем циркулирующей крови в малом круге кровообращения (ОЦК_м.к.) рассчитывается по формуле:

(192)

где Т_м.к. - время циркуляции в малом круге кровообращения, (с).

Точное определение Т_м.к. возможно лишь в эксперименте при введении индикатора непосредственно в легочную артерию, а момент его появления необходимо регистрировать в легочных венах или левом предсердии. Учитывая этот факт, в клинической практике обычно определяют количество крови, находящееся в системе малого круга кровообращения и в полостях сердца, называемое центральным объемом крови (ЦОК):

ЦОК = ОЦК_м.к. + ОЦОК

(193)

где ОЦОК - остаточный центральный объем крови.

Центральный объем крови рассчитывается по формуле:

(194)

где Т_ц - время кровотока от правого сердца до выхода из левого желудочка, обычно определяемое от момента введения индикатора (краски, физиологического раствора и т.д.) в правое сердце до его появления в начальном отделе аорты.

Центральный объем крови можно рассчитать и при использовании метода тетраполярной реографии (Н.А.Елизарова с соавт., 1981). В этих случаях "потенциальные" электроды накладываются в области шеи (уровень остистого отростка VII шейного позвонка) и места членения грудины и мечевидного отростка, "токовые" - по методике, описанной нами выше (раздел 10.1). Удельный центральный объем крови (ЦОК_уд) вычисляется по формуле (мл на 100 г ткани):

(195)

где К·ρ равняется 95middot;10³, Ом·см; Q_ср. - усредненный периметр грудной клетки, см; z - межэлектродное базисное сопротивление.

Расчетным путем определяют следующие показатели, характеризующие соотношение между объемом крови в малом круге кровообращения и газодинамическими показателями:

Коэффициент циркуляции в малом круге кровообращения (КЦ_м.к.):

(196)

где ОЦК - объем циркулирующей крови в организме.
Подставляя значения (192), получаем:

(197)

или

(198)

так как отношение МОК/ОЦК есть коэффициент эффективности циркуляции (КЭЦ), то:

КЦ_м.к. = 1,67 · КЭЦ · Т_м.к., (%)

(199)
Коэффициент центральной циркуляции (КЦЦ):

(200)

или

(201)

или

КЦЦ = 1,67 · КЭЦ · ТЦ (%)

(202)
Коэффициент эффективности циркуляции в малом круге кровообращения (КЭЦм.к.):

(203)
Коэффициент эффективности центральной циркуляции (КЭЦЦ):

КЭЦЦ = МOК / ЦOК

(204)
Косвенно об эффективности циркуляции в малом круге кровообращения можно судить и по коэффициенту соотношения времени кровотока в малом круге к времени одного кругооборота крови в организме (Т):

(205)

и соответственно:

(206)

Зная величины центрального и циркулирующего объемов крови в малом круге кровообращения, легко вычислить остаточный центральный объем крови (OЦСК), преобразуя (193):

OЦOК = ЦOК - OЦК_м.к.

(207)

и рассчитать коэффициенты:

(208)

(209)

Источник: Брин В.Б., Зонис Б.Я. Физиология системного кровообращения. Формулы и расчеты. Издательство Ростовского университета, 1984. 88 с.

Литература [показать]

Александров А.Л., Гусаров Г.В., Егурнов Н.И., Семенов А.А. Некоторые косвенные методы измерения сердечного выброса и диагностики легочной гимертензии. - В кн.: Проблемы пульмонологии. Л., 1980, вып. 8, с.189.
Амосов Н.М., Лшцук В.А., Пацкина С.А. и др. Саморегуляция сердца. Киев, 1969.
Андреев Л.Б., Андреева Н.Б. Кинетокардиография. Ростов н/Д: Изд-во Рост, у-та, 1971.
Брин В.Б. Фазовая структура систолы левого желудочка при деафферентации синокаротидных рефлексогенных зон у взрослых собак и щенков. - Пат. физиол, и экспер. терап., 1975, №5, с.79.
Брин B.Б. Возрастные особенности реактивности синокаротидного прессорного механизма. - В кн.: Физиология и биохимия онтогенеза. Л., 1977, с.56.
Брин В.Б. Влияние обзидана на системную гемодинамику у собак в онтогенезе. - Фармакол. и токсикол., 1977, №5, с.551.
Брин В.Б. Влияние альфа-адреноблокатора пирроксана на системную гемодинамику при вазоренальной гипертензии у щенков и собак. - Бюл. экспер. биол. и мед., 1978, №6, с.664.
Брин В.Б. Сравнительно-онтогенетический анализ патогенеза артериальных гипертензий. Автореф. на соиск. уч. ст. док. мед. наук, Ростов н/Д, 1979.
Брин В.Б., Зонис Б.Я. Фазовая структура сердечного цикла у собак в постнатальнал отногенезе. - Бюл. экспер. биол. и мед., 1974, №2, с. 15.
Брин В.Б., Зонис Б.Я. Функциональное состояние сердца и гемодинамика малого круга при дыхательной недостаточности. - В кн.: Дыхательная недостаточность в клинике и эксперименте. Тез. докл. Всес. конф. Куйбышев, 1977, с.10.
Брин В.Б., Сааков Б.А., Кравченко А.Н. Изменения системной гемодинамики при экспериментальной реноваскулярной гипертонии у собак разного возраста. Cor et Vasa, Ed.Ross, 1977, т.19, №6, с.411.
Вейн А.М., Соловьева А.Д., Колосова О.А. Вегетно-сосудистая дистония. М., 1981.
Гайтон А. Физиология кровообращения. Минутный объем сердца и его регуляция. М., 1969.
Гуревич М.И., Берштейн С.А. Основы гемодинамики. - Киев, 1979.
Гуревич М.И., Берштейн С.А., Голов Д.А. и др. Определение сердечного выброса методом термодилюции. - Физиол. журн. СССР, 1967, т.53, №3, с.350.
Гуревич М.И., Брусиловский Б.М., Цирульников В.А., Дукин Е.А. Количественная оценка величины сердечного выброса реографическим методом. - Врачебное дело, 1976, № 7, с.82.
Гуревич М.И., Фесенко Л.Д., Филиппов М.М. О надежности определения сердечного выброса методом тетраполярной грудной импедансной реографии. - Физиол. журн. СССР, 1978, т.24, № 18, с.840.
Дастан Х.П. Методы исследования гемодинамики у больных гипертензией. - В кн.: Артериальные гипертензии. Материалы советско-американского симпозиума. М., 1980, с.94.
Дембо А.Г., Левина Л.И,, Суров Е.Н. Значение определения давления в малом круге кровообращения у спортсменов. - Теория и практика физической культуры, 1971, № 9, с.26.
Душанин С.А., Морев А.Г., Бойчук Г.К. О легочной гипертензии при циррозе печени и определении ее графическими методами. - Врачебное дело, 1972, №1, с.81.
Елизарова Н.А., Битар С., Алиева Г.Э., Цветков А.А. Изучение регионарного кровообращения с помощью импедансометрии. - Терап.архив, 1981, т.53, № 12, с.16.
Заславская P.M. Фармакологические воздействия на легочное кровообращение. М., 1974.
Зернов Н.Г., Кубергер М.Б., Попов А.А. Легочная гипертензия в детском возрасте. М., 1977.
Зонис Б.Я. Фазовая структура сердечного цикла по данным кинетокардиографии у собак в постнатальном онтогенезе. - Журн. эволюцион. биохимии и физиол., 1974, т.10, № 4, с.357.
Зонис Б.Я. Электромеханическая деятельность сердца у собак различного возраста в норме и при развитии реноваскулярной гипертонии, Автореф. дис. на соиск. уч.ст. канд.мед.наук, Махачкала, 1975.
Зонис Б.Я., Брин В.Б. Влияние однократного приема альфа-адренергического блокатора пирроксана на кардио- и гемодинамку у здоровых людей и больных артериальными гипертензиями, - Кардиология, 1979, т.19, № 10, с.102.
Зонис Я.М., Зонис Б.Я. О возможности определения давления в малом круге кровообращения по кинетокардиограмме при хронических заболеваниях легких. - Терап. архив, 4977, т.49, № 6, с.57.
Изаков В.Я., Иткин Г.П., Мархасин B.C. и др. Биомеханика сердечной мышцы. М., 1981.
Карпман В.Л. Фазовый анализ сердечной деятельности. М., 1965
Кедров А.А. Попытка количественной оценки центрального и периферического кровообращения электрометрическим путем. - Клиническая медицина, 1948, т.26, № 5, с.32.
Кедров А.А. Электроплетизмография как метод объективной оценки кровообращения. Автореф. дис. на соиск. уч. ст. канд. мед. наук, Л., 1949.
Клиническая реография. Под ред. проф. В.Т.Шершнева, Киев, 4977.
Коротков Н.С. К вопросу о методах исследования кровяного давления. - Известия ВМА, 1905, № 9, с.365.
Лазарис Я.А., Серебровская И.А. Легочное кровообращение. М., 1963.
Лериш Р. Воспоминания о моей минувшей жизни. М., 1966.
Мажбич Б.И., Иоффе Л.Д., Замещений М.Е. Клинико-физиологические аспекты регионарной электроплетизмографии легких. Новосибирск, 1974.
Маршалл Р.Д., Шефферд Дж. Функция сердца у здоровых и бальных. М., 1972.
Меерсон Ф.З. Адаптация сердца к большой нагрузке и сердечная недостаточность. М., 1975.
Методы исследования кровообращения. Под общей редакцией проф. Б.И.Ткаченко. Л., 1976.
Мойбенко А.А., Повжитков М.М., Бутенко Г.М. Цитотоксические повреждения сердца и кардиогенный шок. Киев, 1977.
Мухарлямов Н.М. Легочное сердце. М., 1973.
Мухарлямов Н.М., Сазонова Л.Н., Пушкарь Ю.Т. Исследование периферического кровообращения с помощью автоматизированной окклюзионной плетизмографии, - Терап. архив, 1981, т.53, № 12, с.3.
Оранский И.Е, Акселерационная кинетокардиография. М., 1973.
Орлов В.В. Плетизмография. М.-Л., 1961.
Осколкова М.К., Красина Г.А. Реография в педиатрии. М., 1980.
Парин В.В., Меерсон Ф.З. Очерки клинической физиологии кровообращения. М., 1960.
Парин В.В. Патологическая физиология малого круга кровообращения В кн.: Руководство по патологической, физиологии. М., 1966, т.3, с. 265.
Петросян Ю.С. Катетеризация сердца при ревматических пороках. М., 1969.
Повжитков М.М. Рефлекторная регуляция гемодинамики. Киев, 1175.
Пушкарь Ю.Т., Большов В.М., Елизаров Н.А. и др. Определение сердечного выброса методом тетраполярной грудной реографии его метрологические возможности. - Кардиологии, 1977, т.17, №17, с.85.
Радионов Ю.А. Об исследовании гемодинамики методом разведения красителя. - Кардиология, 1966, т.6, №6, с.85.
Савицкий Н.Н. Биофизические основы кровообращения и клинические методы изучения гемодинамики. Л., 1974.
Сазонова Л.Н., Больнов В.М., Максимов Д.Г. и др. Современные методы изучения в клинике состояния резистивных и емкостных сосудов. -Терап. архив, 1979, т.51, №5, с.46.
Сахаров M.П., Орлова Ц.Р., Васильева А.В., Трубецкой А.З. Два компонента сократимости желудочков сердца и их определение на основе неинвазивной методики. - Кардиология, 1980, т.10, №9, с.91.
Селезнев С.А.., Вашетина С.М., Мазуркевич Г.С. Комплексная оценка кровообращения в экспериментальной патологии. Л., 1976.
Сывороткин М.Н. Об оценке сократительной функции миокарда. - Кардиология, 1963, т.З, №5, с.40.
Тищенко М.И. Биофизические и метрологические основы интегральных методов определения ударного объема крови человека. Автореф. дис. на соиск. уч. ст. докт. мед. наук, М., 1971.
Тищенко М.И., Сеплен М.А., Судакова З.В. Дыхательные изменения ударного объема левого желудочка здорового человека. - Физиол. журн. СССР, 1973, т.59, №3, с.459.
Тумановекий М.Н., Сафонов К.Д. Функциональная диагностика заболеваний сердца. М., 1964.
Уигерс К. Динамика кровообращения. М., 1957.
Фельдман С.Б. Оценка сократительной функции миокарда по длительности фаз систолы. М., 1965.
Физиология кровообращения. Физиология сердца. (Руководство по физиологии), Л., 1980.
Фолков Б., Нил Э. Кровообращение. М., 1976.
Шершевский Б.М. Кровообращение в малом круге. М., 1970.
Шестаков Н.М. 0 сложности и недостатках современных методов определения объема циркулирующей крови и о возможности более простого и быстрого метода его определения. - Терап. архив, 1977, №3, с.115. И.устер Л.А., Бордюженко И.И. О роли компонентов формулы определения ударного объема крови методом интегральной реографии тела. -Терап. зрхив, 1978, т.50, ?4, с.87.
Agress С.M., Wegnes S., Frement В.P. et al. Measurement of strolce volume by the vbecy. Aerospace Med., 1967, Dec, p.1248
Blumberger K. Die Untersuchung der Dinamik des Herzens bein Menshen. Ergebn.Med., 1942, Bd.62, S.424.
Bromser P., Hanke С. Die physikalische Bestimiung des Schlagvolumes der Herzens. - Z.Kreislaufforsch., 1933, Bd.25, № I, S.II.
Burstin L. -Determination of pressure in the pulmonary by external graphic recordings. -Brit.Heart J., 1967, v.26, p.396.
Eddleman E.E., Wilis K., Reeves T.J., Harrison Т.К. The kinetocardiogram. I. Method of recording precardial movements. -Circulation, 1953, v.8, p.269
Fegler G. Measurement of cardiac output in anaesthetized animals by a thermodilution method. -Quart.J.Exp.Physiol., 1954, v.39, P.153
Fick A. Über die ilessung des Blutquantums in den Herzventrikeln. Sitzungsbericht der Würzburg: Physiologisch-medizinischer Gesellschaft, 1970, S.36
Frank M.J., Levinson G.E. An index of the contractile state of the myocardium in man. -J.Clin.Invest., 1968, v.47, p.1615
Hamilton W.F. The physiology of the cardiac output. -Circulation, 1953, v.8, p.527
Hamilton W.F., Riley R.L. Comparison of the Fick and dye-dilution method of measurement the cardiac output in man. -Amer.J. Physiol., 1948, v.153, p.309
Kubicek W.G., Patterson R.P.,Witsoe D.A. Impedance cardiography as a noninvasive method of monitoring cardiac function and other parameters of the cardiovascular system. -Ann.N.Y.Acad. Sci., 1970, v.170, p.724.
Landry A.B.,Goodyex A.V.N. Hate of rise left ventricular pressure. Indirect measurement and physiologic significance. -Acer. J.Cardiol., 1965, v.15, p.660.
Levine H.J., McIntyre K.M., Lipana J.G., Qing O.H.L. Force-velocity relations in failing and nonfailing hearts of subjects with aortic stenosis. -Amer.J.Med.Sci., 1970, v.259, P.79
Mason D.T. Usefulness and limitation of the rate of rise of intraventricular pressure (dp/dt) in the evaluation of iqyocardial contractility in man. -Amer.J.Cardiol., 1969, v.23, P.516
Mason D.T., Spann J.F., Zelis R. Quantification of the contractile state of the intact human heat. -Amer.J.Cardiol., 1970, v.26, p. 248
Riva-Rocci S. Un nuovo sfigmomanometro. -Gas.Med.di Turino, 1896, v.50, №51, s.981.
Ross J., Sobel В.E. Regulation of cardiac contraction. -Amer. Rev.Physiol., 1972, v.34, p.47
Sakai A.,Iwasaka T., Tauda N. et al. Evaluation of the determination by impedance cardiography. -Soi et Techn.Biomed., 1976, NI, p.104
Sarnoff S.J.,Mitchell J.H. The regulation of the performence of the heart. -Amer.J.Med.,1961, v.30, p.747
Siegel J.H., Sonnenblick E.Н. Isometric Time-tension relationship as an index of ocardial contractility. -Girculat.Res., 1963, v.12, р.597
Starr J. Studies made by simulating systole at necropsy. -Circulation, 1954, v.9, p.648
Veragut P., Krayenbuhl H.P. Estimation and quantification of myocardial contractility in the closed-chest dog. -Cardiologia (Basel), 1965, v.47, № 2, p.96
Wezler K., Böger A. Der Feststellung und Beurteilung der Flastizitat zentraler und peripherer Arterien am Lebenden. -Schmied.Arch., 1936, Bd.180, S.381.
Wezler K., Böger A. Über einen Weg zur Bestimmung des absoluten Schlagvolumens der Herzens beim Menschen auf Grund der Windkesseltheorie und seine experimentalle Prafung. -N.Schmied. Arch., 1937, Bd.184, S.482.