Минутный объем сердца как рассчитать

Расчет минутного объёма сердца (МО)

Минутный объём сердца (МО) определяется как произведение ударного объёма (УО) и частоты сердечных сокращений:

МО=УО·ЧСС

МО=59,9·80=4,792 л.

Объём крови, выбрасываемый сердцем в сосудистую сеть в течении одной минуты, является одним из основных показателей гемодинамики – движения крови по сосудам, возникающего вследствие разности гидростатического давления в различных участках кровеносной системы (кровь движется из области высокого давления в область низкого)

По Н.Н. Савицкому, у здоровых лиц МО равняется 2,9-4,6 л.. Но, по данным различных авторов, минутный объём сердца у взрослого человека колеблется от 3,6 до 6 л.. Наиболее высокий и минутный, и ударный объём сердца у физически развитых людей.

В целях более объективной оценки функционального состояния сердечно-сосудистой системы целесообразно вычислять также должный минутный объём сердца (ДМО):

ДМО=2,2·S

Где 2,2 – сердечный индекс;

S – площадь поверхности тела.

ДМО=2,2·1,78=3,916 л.

где M – масса тела, кг;

k – коэффициент, равный для мужчин 0,167

Вывод: МО = 4,792 л, ДМО = 3,916 л. Минутный объём сердца немного выше нормы.

Расчет ударного индекса (УИ)

Ударный индекс (УО) – это показатель ударного объёма в расчёте на единицу поверхности тела. Ударный индекс определяется из следующего соотношения:

Источник

Ударный и минутный объем сердца и крови: суть, от чего зависят, расчет

© Автор: А. Олеся Валерьевна, к.м.н., практикующий врач, преподаватель медицинского ВУЗа, специально для СосудИнфо.ру (об авторах)

Сердце — один из главных «тружеников» нашего организма. Ни на минуту не останавливаясь в течение жизни, оно перекачивает гигантское количество крови, обеспечивая питанием все органы и ткани тела. Важнейшими характеристиками эффективности кровотока являются минутный и ударный объем сердца, величины которых определяются множеством факторов как со стороны самого сердца, так и регулирующих его работу систем.

Минутный объем крови (МОК) — величина, характеризующая количество крови, которое отправляет миокард в кровеносную систему в течение минуты. Он измеряется в литрах в минуту и равняется примерно 4-6 литрам в состоянии покоя при горизонтальном положении тела. Это значит, что всю кровь, содержащуюся в сосудах тела, сердце способно перекачать за минуту.

Ударный объем сердца

Ударный объем (УО) — это тот объем крови, который сердце выталкивает в сосуды за одно свое сокращение. В состоянии покоя у среднестатистического человека он составляет около 50-70 мл. Этот показатель напрямую связан с состоянием сердечной мышцы и ее способностью сокращаться с достаточной силой. Увеличение ударного объема происходит при возрастании пульса (до 90 и более мл). У спортсменов эта цифра намного выше, чем у нетренированных лиц даже при условии примерно одинаковой частоты сердечных сокращений.

Объем крови, который миокард может выбросить в магистральные сосуды, не постоянен. Он определяется запросами органов в конкретных условиях. Так, при интенсивной физической нагрузке, волнении, в состоянии сна органы потребляют разное количество крови. Отличаются и влияния на сократимость миокарда со стороны нервной и эндокринной систем.

При повышении частоты сокращений сердца, возрастает сила, с которой миокард выталкивает кровь, и объем жидкости, попадающей в сосуды, благодаря значительному функциональному резерву органа. Резервные возможности сердца довольно высоки: у нетренированных людей при нагрузке сердечный выброс в минуту достигает 400%, то есть минутный объем выбрасываемой сердцем крови возрастает до 4 раз, у спортсменов этот показатель и того выше, у них минутный объем увеличивается в 5-7 раз и достигает 40 литров в минуту.

Физиологические особенности сердечных сокращений

Объем крови, перекачиваемый сердцем в минуту (МОК), определяется несколькими составляющими:

К концу периода расслабления миокарда (диастола) в полостях сердца накапливается определенный объем жидкости, но не вся она потом попадает в системный кровоток. Только часть ее уходит в сосуды и составляет ударный объем, который по количеству не превышает половины всей крови, поступившей в камеру сердца при ее расслаблении.

Оставшаяся в полости сердца кровь (примерно половина или 2/3) — это резервный объем, необходимый органу в тех случаях, когда потребности в крови возрастают (при физической нагрузке, эмоциональном напряжении), а также небольшое количество остаточной крови. За счет резервного объема при возрастании частоты пульса увеличивается и МОК.

Имеющаяся в сердце после систолы (сокращения) кровь называется конечно-диастолическим объемом, но и она не может быть полностью эвакуирована. После выброса резервного объема крови в полости сердца все равно останется какое-то количество жидкости, которое не будет вытолкнуто оттуда даже при максимальной работе миокарда — остаточный объем сердца.

Сердечный цикл; ударный, конечный систолический и конечный диастолический объемы сердца

Таким образом, всю кровь сердце при сокращении не выбрасывает в системный кровоток. Сначала из него выталкивается ударный объем, при необходимости — резервный, а после этого остается остаточный. Соотношение этих показателей указывает на интенсивность работы сердечной мышцы, силу сокращений и эффективность систолы, а также на способность сердца обеспечить гемодинамику в конкретных условиях.

МОК и спорт

Основной причиной изменения минутного объема кровообращения в здоровом организме считают физические нагрузки. Это могут быть занятия в тренажерном зале, пробежка, быстрая ходьба и т. д. Другим условием физиологического возрастания минутного объема можно считать волнение и эмоции, особенно, у тех, кто остро воспринимает любую жизненную ситуацию, реагируя на это учащением пульса.

При выполнении интенсивных спортивных упражнений ударный объем увеличивается, но не до бесконечности. Когда нагрузка достигла приблизительно половины от максимально возможной, ударный объем стабилизируется и принимает относительно постоянное значение. Такое изменение выброса сердца связывают с тем, что при ускорении пульса укорачивается диастола, а значит, камеры сердца не будут заполняться максимально возможным количеством крови, поэтому показатель ударного объема рано или поздно перестанет нарастать.

С другой стороны, работающие мышцы потребляют большое количество крови, которая не возвращается в момент спортивных занятий обратно к сердцу, уменьшая, таким образом, венозный возврат и степень заполнения камер сердца кровью.

Главным механизмом, определяющим норму ударного объема, считается растяжимость миокарда желудочков. Чем значительнее растянулся желудочек, тем больше крови в него поступит и тем выше будет сила, с которой он ее отправит в магистральные сосуды. При увеличении интенсивности нагрузки на уровень ударного объема в большей степени, чем растяжимость, влияет сократимость кардиомиоцитов — второй механизм, регулирующий значение ударного объема. Без хорошей сократимости даже максимально заполненный желудочек не сможет увеличить свой ударный объем.

Следует отметить, что при патологии миокарда механизмы, регулирующие МОК, приобретают несколько иное значение. К примеру, перерастяжение стенок сердца в условиях декомпенсированной сердечной недостаточности, миокардиодистрофии, при миокардитах и других заболеваниях не вызовет увеличения ударного и минутного объемов, так как миокард не имеет достаточной для этого силы, в результате систолическая функция снизится.

В период спортивной тренировки возрастает и ударный, и минутный объемы, но лишь влияния симпатической иннервации для этого мало. Повысить МОК помогает параллельно увеличивающийся венозный возврат за счет активных и глубоких вдохов, насосного действия сокращающихся скелетных мышц, повышения тонуса вен и кровотока по артериям мышц.

Возросший объем крови при физической работе помогает обеспечить питанием очень нуждающийся в этом миокард, доставить кровь к работающим мышцам, а также кожным покровам для правильной терморегуляции.

По мере усиления нагрузки увеличивается доставка крови к коронарным артериям, поэтому прежде чем приступить к тренировкам на выносливость, следует провести разминку и разогрев мышц. У здоровых людей пренебрежение этим моментом может пройти незаметно, а при патологии сердечной мышцы возможны ишемические изменения, сопровождающиеся болью в сердце и характерными электрокардиографическими признаками (депрессия сегмента ST).

Как определить показатели систолической функции сердца?

Величины систолической функции миокарда вычисляются по различным формулам, с помощью которых специалист судит о работе сердца с учетом частоты его сокращений.

Рассчитать минутный объем сердца можно исходя из ударного объема и частоты сокращений миокарда в минуту, умножив первую цифру на вторую. Соответственно, УО будет равняться частному МОК к частоте пульса.

фракция выброса сердца

Систолический объем сердца, отнесенный к площади поверхности тела (м²), будет составлять сердечный индекс. Площадь поверхности тела вычисляется по специальным таблицам либо формуле. Помимо сердечного индекса, МОК и ударного объема, важнейшей характеристикой работы миокарда считается фракция выброса, которая показывает, какой процент конечно-диастолической крови уходит из сердца при систоле. Ее рассчитывают, поделив ударный объем на конечно-диастолический и умножив на 100%.

Вычисляя указанные характеристики, врач должен принять во внимание все факторы, способные изменить каждый показатель.

На конечно-диастолический объем и заполнение сердца кровью оказывают влияние:

Повышению минутного и ударного объема способствуют:

Снижение сердечного выброса сопровождает:

На показатель ударного объема левого желудочка оказывает влияние тонус вегетативной нервной системы, частота пульса, состояние сердечной мышцы. Такие частые патологические состояния, как инфаркт миокарда, кардиосклероз, дилатация сердечной мышцы при декомпенсированной недостаточности органа способствуют снижению сократимости кардиомиоцитов, поэтому сердечный выброс вполне закономерно будет снижаться.

Прием лекарственных препаратов тоже определяет показатели функции сердца. Адреналин, норадреналин, сердечные гликозиды повышают сократимость миокарда и увеличивают МОК, тогда как бета-адреноблокаторы, барбитураты, некоторые противоаритмические средства снижают сердечный выброс.

Таким образом, на показатели минутного и УО влияют множество факторов, начиная от положения тела в пространстве, физической активности, эмоций и заканчивая самой разной патологией сердца и сосудов. При оценке систолической функции врач опирается на общее состояние, возраст, пол обследуемого, наличие или отсутствие структурных изменений миокарда, аритмий и др. Только комплексный подход может помочь правильно оценить эффективность работы сердца и создать такие условия, при которых оно будет сокращаться в оптимальном режиме.

Источник

О пригодности формулы Старра для определения ударного объема сердца и минутного объема кровообращения

Полный текст

Аннотация

Для оценки кардиогемодинамики при различных патологических состояния в последние 10 лет широко и успешно применяется метод разведения индикатора.

Ключевые слова

Полный текст

Для оценки кардиогемодинамики при различных патологических состояния в последние 10 лет широко и успешно применяется метод разведения индикатора.

Вместе с тем и в настоящее время нередко исследователи различных профилей для оценки сердечного выброса пользуются формулой Старра. Эта бескровная методика определения ударного объема сердца (УО) и минутного объема кровообра­щения (МО), как известно, очень проста и поэтому доступна весьма широкому кругу исследователей (исходными данными для расчетов по формуле Старра служат величины диастолического и пульсового давления, частота пульса и возраст обследуемого в годах). Однако бескровностью и доступностью исчерпываются все достоинства методики.

Мы обследовали в клинике 70 практически здоровых лиц, 102 страдающих гипертонической болезнью и 230 больных хроническими неспецифическими заболева­ниями легких, у которых вычисляли величины УО и МО с помощью системной кри­вой разведения красителя Т-1824 и параллельно по формуле Старра. Ни у кого из больных не было признаков сердечно-сосудистой недостаточности.

Обнаружено резкое различие показателей УО и МО, полученных двумя методами. Так, у здоровых УО, вычисленный методом разведения красителя, составил 86,0+ +3,14 мл, а по формуле Старра — 51,0+1,71 мл (Р ×

Источник

Минутный объем сердца как рассчитать

В клинической литературе чаще используют понятие «минутный объем кровообращения» (МОК).

В системе транспорта кислорода аппарат кровообращения является лимитирующим звеном, поэтому соотношение максимальной величины МОК, проявляющейся при максимально напряженной мышечной работе, с его значением в условиях основного обмена дает представление о функциональном резерве сердечно-сосудистой системы. Это же соотношение отражает и функциональный резерв сердца в его гемодинамической функции. Гемодинамический функциональный резерв сердца у здоровых людей составляет 300—400 %. Это означает, что МОК покоя может быть увеличен в 3—4 раза. У физически тренированных лиц функциональный резерв выше — он достигает 500—700 %.

Для условий физического покоя и горизонтального положения тела испытуемого нормальные величины минутного объема кровообращения ( МОК ) соответствуют диапазону 4—6 л/ мин (чаще приводятся величины 5—5,5 л/мин). Средние величины сердечного индекса колеблются от 2 до 4 л/(мин • м2) — чаще приводятся величины порядка 3—3,5 л/(мин • м2).

Рис. 9.4. Фракции диастолической емкости левого желудочка.

Поскольку объем крови у человека составляет только 5—6 л, полный кругооборот всего объема крови происходит примерно за 1 мин. В период тяжелой работы МОК у здорового человека может увеличиваться до 25— 30 л/мин, а у спортсменов — до 30—40 л/мин.

Факторами, определяющими величину величины минутного объема кровообращения ( МОК ), являются систолический объем крови, частота сердечных сокращений и венозный возврат крови к сердцу.

Систолический объем крови. Объем крови, нагнетаемый каждым желудочком в магистральный сосуд (аорту или легочную артерию) при одном сокращении сердца, обозначают как систолический, или ударный, объем крови.

В покое объем крови, выбрасываемый из желудочка, составляет в норме от трети до половины общего количества крови, содержащейся в этой камере сердца к концу диастолы. Оставшийся в сердце после систолы резервный объем крови является своеобразным депо, обеспечивающим увеличение сердечного выброса при ситуациях, в которых требуется быстрая интенсификация гемодинамики (например, при физической нагрузке, эмоциональном стрессе и др.).

Таблица 9.3. Некоторые параметры системной гемодинамики и насосной функции сердца у человека (в условиях основного обмена)

Величина систолического (ударного) объема крови во многом предопределена конечным диастолическим объемом желудочков. В условиях покоя диастолическая емкость желудочков сердца подразделяется на три фракции: ударного объема, базального резервного объема и остаточного объема. Все эти три фракции суммарно составляют конечно-диастолический объем крови, содержащийся в желудочках (рис. 9.4).

После выброса в аорту систолического объема крови оставшейся в желудочке объем крови — это конечно-систолический объем. Он подразделяется на базальный резервный объем и остаточный объем. Базальный резервный объем — это количество крови, которое может быть дополнительно выброшено из желудочка при увеличении силы сокращений миокарда (например, при физической нагрузке организма). Остаточный объем — это то количество крови, которое не может быть вытолкнуто из желудочка даже при самом мощном сердечном сокращении (см. рис. 9.4).

Величина резервного объема крови является одной из главных детерминант функционального резерва сердца по его специфической функции — перемещению крови в системе. При увеличении резервного объема, соответственно, увеличивается максимальный систолический объем, который может быть выброшен из сердца в условиях его интенсивной деятельности.

Регуляторные влияния на сердце реализуются в изменении систолического объема путем воздействия на сократительную силу миокарда. При уменьшении мощности сердечного сокращения систолический объем снижается.

У человека при горизонтальном положении тела в условиях покоя систолический объем составляет от 60 до 90 мл (табл. 9.3).

Источник

Минутный объем сердца как рассчитать

Параметры кровообращения рассчитываются, с использованием значения объема желудочков и его необъективное значение может в целом повлиять на окончательный диагноз. Поэтому более точному измерению объема полости левого желудочка имеет важные значение при лечении и прогнозирование сердечно-сосудистых заболеваний. Разнообразие способов расчета объемов желудочковых камер вызвано сложностью их пространственной конфигурации. Это обусловливает необходимость представления полостей пространственной фигурой правильной геометрической формы. Такая модель позволяет рассчитать объемные показатели полости, имея лишь несколько ее линейных размеров. В основном, внимания исследователей сосредоточено на левом желудочке сердца, как имеющим наиболее правильную форму и наиболее хорошо доступному визуализацию. Самым распространенным способом расчета объема левого желудочка является расчет по формуле Тейчхольца (Teichholz) [1, 2, 3, 4, 5]:

, (1)

где D – переднезадний размер желудочка.

Существует способ расчета [2], основанный на эллипсоидной модели

, (2)

а также на основе представления левого желудочка в виде эллипсоида вращения

, (3)

где S_D, S_L – площадь левого желудочка по длинной и короткой осям соответственно; D, L – размер полости левого желудочка по длинной и короткой осям соответственно. В зависимости от имеющейся патологии [3] для описания формы левого желудочка, также применяются гиперболоид, полусфера, усеченная сфера и другие фигуры вращения. Основными недостатками, перечисленными в [3, 5] и [2], являются, неадекватность отражения конфигурации нормального и патологического состояния сердца человека, несопоставимость результатов расчета объема одной полости разными методами и, как следствие, отсутствие единых критериев патологии. Наиболее близким к предлагаемому методу определения объемов полости левого желудочка, можно считать метод сечений; – разделение объема на n подобных объемов, проделанные в работе. Они основаны на анатомической особенности строения желудочковых камер. Заключающаяся в том, что форма внутреннего и внешнего контуров желудочков по короткой оси, несмотря на сложный характер, сохраняется на разрезе подобных фигур вдоль длинной оси сердца (перпендикулярно межжелудочковой перегородке) – правило подобия [2]. Наличие этой особенности подтверждает статистический анализ данных, полученных в результате патологоанатомических исследований серийных срезов сердца человека. Используя эту особенность, можно рассчитать объем желудочков сердца, имея лишь два сечения: по короткой и длинной осям, в терминах эхокардиографии – парастернально по короткой оси и апикальном с четырехкамерным доступом. Сущность способа состоит в следующем. Определяются площадь и длина полости в парастернальной позиции ультразвукового датчика по короткой оси на уровне конца митрального клапана. Далее ультразвуковой датчик устанавливается в апикальном с четырехкамерным доступом, изображение фиксируется. Исследуемая полость равномерно разбивается n параллельными линиями перпендикулярно межжелудочковой перегородке, с помощью штатных средств эхокардиографа, определяются размер желудочка по длинной оси и длина каждого отрезка, заключенного между точками пересечения внутреннего контура полости указанными линиями (рис. 1).

Рис. 1. Равномерное разбиение длинной оси на n отрезков, содержащих n криволинейного цилиндрического объема

Рис. 2. Апикальная четырехкамерная позиция (предсердия не показаны)

Рис. 3. Парастернальная позиция по короткой оси на уровне конца створк митрального клапана

В работе [2], имеется некоторые недостатки, так например;

Предлагаемый нами, здесь способ определения объема отличается от предыдущих исследование с тем, что здесь устранены все вышеперечисленные недостатки при сохранении точности расчетов. Сущность метода заключается в том, что сначала определяются площадь и длина полости в парастернальной позиции ультразвукового датчика по короткой оси, чуть ниже уровня митральных клапанов. Далее ультразвуковой датчик устанавливается в апикальном с четырехкамерным доступом. Изображение фиксируется, исследуемая полость по длинному осью равномерно разбивается n отрезок (рис. 2). Его средней точке, проводится параллельная линия, перпендикулярно межжелудочковой перегородке. Каждому короткому осью соответствуют определенные площади полости левого желудочка, которые также перпендикулярные межжелудочковой перегородке (рис. 3). Подобные площадь определяются с помощи формулы

, (4)

где K – коэффициент пропорциональности; – ординальные оси; – абсциссальные оси каждого; – подобных плоских фигур, соответствующих n короткой оси желудочка. Из условия подобности Sn плоских фигур, вытекает, что

. (5)

Отсюда легко находим

(6)

Учитывая (6) в (4), определим

(7)

Умножая каждый площадь, на длину отрезки и суммируя, их, найдем объем левого желудочки по формуле

(8)

KN – коэффициент определяется из любой выбранной площади подобной плоской фигуры (рис. 2), поэтому его найдем с помощью формулы

, . (9)

Подставляя (9) в (8), окончательно находим формулы для вычисления объема полости левого желудочка сердца

, (10)

где dn – размер по короткой оси, проведенный средней точки n-ого отрезка перпендикулярно межжелудочковой перегородке; H – размер желудочка по длинной оси; dф – фиксирований размер полости в парастернальном доступе по короткой оси; Sф – фиксирований площадь полости в парастернальном доступе по короткой оси.

– безразмерный геометрический коэффициент подобных плоских фигур. Для известных фигур, так например, для шара, эллипсоида, конуса, цилиндра, призмы коэффициент KN – имеет точные значение:

Для шара , для эллипсоида , для конуса , для цилиндра , для призмы и других известные геометрические фигуры можно определит конкретные значения KN.

Предложенная формула в работе [2] для вычисления объема полости левого желудочка, верны только при условии, когда коэффициенты равны между собой, то есть

. (11)

. (12)

Однако (11) подобных плоских геометрических фигур не выполняется. Так как условия (11) доказывает также равенство других осей n подобных фигур. Отсюда следует, что предложенная формула в работе [2] не правильно с математической точки зрения для плоских подобных фигур. Поэтому допускает существенные погрешности. Предложенный нами способ позволяет достичь следующего положительного эффекта:

Источник