Показатели работы и мощности желудочков сердца

Внешняя, т.е. производительная работа левого желудочка (А) определяется величиной сердечного выброса и среднего динамического артериального давления. Расчет может быть проведен за одну систолу и в течение минуты. Соответственно, ударная работа (Ауд.) рассчитывается по формуле:

(152)

где 13,6 - удельный вес ртути в г/см³. Или более точно:

А_уд. = УСК · 1,055 · (САД-5) · 0,0136

(153)

где 1,055 - удельный вес крови; 5 - условно принятая величина диастолического давления в левом желудочке.

Ударная работа правого желудочка вычисляется по формуле:

(154)

где САДл.арт. - среднее давление в легочной артерии, мм рт.ст.; САДп.п. - среднее давление в правом предсердии, мм рт.ст.; УОК -ударный объем крови, мл; 13,6 - удельный вес ртути (коэффициент перевода).

Учитывая тот факт, что давление в правом предсердии величина незначительная в условиях неизменного трикуспидального клапана, ею можно пренебречь. Тогда формула имеет вид:

А_уд. = СДД_л.арт. · УСК · 0,0136

(155)

Минутная работа левого желудочка находится по формуле:

А_мин. = МОК(п) · САД(мм рт.ст.) · 0,0136 (кГм)

(156)

или точнее

А_мин. = МОК · 1,055 - (САД - 5) · 0,0136

(157)

Принимая во внимание различия в сердечном выбросе у отдельных индивидуумов, обусловленные различиями веса и поверхности тела, для сопоставления результатов целесообразно использовать при расчете работы не истинные величины МОК и УОК, а сердечный и ударный индексы. В таком случае показатели работы будут соответственно носить названия: РИЛЖ (рабочий индекс левого желудочка) и РУИЛЖ (рабочий ударный индекс левого желудочка). Формулы расчета аналогичны:

РИЛЖ = СИ · САД · 0,0136, кГм/м²

(158)

РУИЛЖ = УИ · САД · 0,0136, Гм/м²

(159)

или более точно:

РИЛЖ = СИ · 1,055 · (САД-5) · 0,0136

(160)

РУИЛЖ = УИ · 1,65 · (САД-5) · 0,0136

(161)

Соответственно, величина минутной работы (А_мин.) правого желудочка рассчитывается по формулам:

(162)

или:

А_мин. = САД_л.арт. · МОК · 0,0136

(163)

Показатели работы правого желудочка, как и левого, выражаются в кГм. Подставляя в формулы соответственно величины сердечного и ударного индекса, можно получить рабочий и рабочий ударный индексы правого желудочка.

Наконец, наряду с абсолютным выражением, внешняя работа может быть охарактеризована и косвенными показателями, такими как индекс внешней работы желудочка (ПЕР), механическая гиперфункция желудочка (МГ), коэффициент внешней работы (КВР) и коэффициент эффективности внешней работы (КЭВР), иногда называемый коэффициентом полезного действия внешней работы

(164)

(165)

КВР = ИВР / МГ

(166)

КЭВР = КВР / А

(167)

Помимо внешней работы левого желудочка может быть рассчитана и общая работа левого желудочка за одну систолу (W уд.) или за одну минуту (W мин):

(168)

где ВЖДи - среднее давление изгнания в левом желудочке; соответственно

(169)

Необходимость в расчете общей работы левого желудочка возникает у больных с пороками аортального клапана, особенно при его стенозе. Сопоставляя внешнюю и общую работу левого желудочка, находят гемодинамическую или механическую эффективность работы сердца (ГЭ):

(170)

где А - внешняя работа; W - общая работа.

Одним из важных показателей работы сердца, а также сократимости миокарда, является объемная скорость изгнания, или выброса крови (ОСВ). Этот показатель находится из отношения ударного объема крови к длительности периода изгнания (как для левого, так и для правого желудочков) и выражается в мл/с:

ОСВ = УОК / ПИ

(171)

Наряду с ОСВ нередко определяют и линейную скорость кровотока в аорте (Уа) по формуле:

(172)

где Q - площадь сечения аорты (см. приложение 6, а также (43), (44)).

Мощность желудочков (Р) рассчитывается по формуле:

Р = ОСВ · САД · 13,6 · 9,8-10^-6, Вт

(173)

где 13,6 - множитель для перевода мм рт.ст. в мм водного столба, т.е. удельный вес ртути; а 9,8 · 10^-6 - множитель для выражения мощности, Вт.

Для суждении об экономичности деятельности сердца по изгнанию крови большое значение придавалось расчету показателя, носящего название "расход энергии на каждый литр минутного обтема крови" (РЭ). Его вычисление (как для большого, так и для малого круга) по М.Н.Сывороткину (1963) ведется по формуле:

(174)

Однако, как совершенно справедливо отмечают И.Л. Назаров и В.Д. Жданов, этот показатель не несет никакой дополнительной информации по сравнению c САД. Действительно, если

Р = ОСВ · САД · 13,6 · 9,8 · 10^-6, т.е.

то, подставляя эти значения в (174), получим:

Вшсте с тем последнее выражение может использоваться при нахождении довольно информативного параметра внешней работы, носящего название интенсивность функционирования желудочка по изометрическому типу (ИФЖ).

(175)

Известно, что энергетическое обеспечение деятельности сердца характеризуется величиной потребления кислорода. Ввиду того, что определение расхода миокардом кислорода в клинической практике достаточно сложно, Сарнов предложил рассчитывать механический эквивалент потребления кислорода, назвав его Tension-Time Index (TTI). Расчет ведется по формуле:

TTI = ВЖД_макс · МС · ЧСС

(176)

где ВЖД_макс - максимальное давление в полости желудочка; МС - механическая систола.

Энергетические затраты сердечной мышцы отражает и упрощенный индекс напряжение - время:

I = CД · МС · ЧСС, мм рт.ст. · с

(177)

где СД - систолическое АД.

Еще более простым является индекс минутного напряжения миокарда (По), рассчитываемый по формуле:

По = СД · ЧСС · 10^-3

(178)

На основании определения TTI (176) или I (177) может быть рассчитан показатель энергетической цены адаптации сердца (ЭЦА) по формуле:

ЭЦА = К · (I - I₀)

(179)

где К - 3,64 кал/мин мм рт.ст. (коэффициент перевода в кал/мин); I - индекс напряжение - время у исследуемого, I₀ - должный индекс "напряжение - время", рассчитываемый по величинам нормы в покое (В.В.Сучков с соавт.).

В приложениях 15-19 приводятся нормативные значения основных гемодинамических параметров, полученные нами у здоровых людей и собак разного возраста.

Приложение 15. Средние нормативы и пределы колебаний основных параметров гемодинамики у взрослого человека [показать].

Приложение 16. Возрастные нормативы некоторых параметров гемо- и кардиодинамики человека (пределы колебаний) [показать].

Приложение 17. Средние нормативы и пределы колебаний основных параметров гемодинамики у собак (М±m) [показать].

Приложение 18. Средние нормативы и пределы колебаний основных параметров гемодинамики у щенков (М±m) 18-22-дневного возраста [показать].

Приложение 19. Средние нормативы и пределы колебаний основных параметров гемодинамики у щенков (М±m) 2-3-месячного возраста [показать].

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.