Hjerteeffekt

Den hjerteminuttvolum ( CO , engelsk cardiac output CO ) er volum av blod som hver gang den hjerte pumpes ( strømning ). Den vanlige måleenheten er liter per minutt , som deretter blir referert til som hjerteutgang ( HMV ), tidligere også kalt minuttvolum i hjertet . Delt for bedre interindividuell sammenlignbarhet gjennom kroppsoverflaten kalles cardiac output cardiac index (engelsk hjerteindeks ). Hjerteproduksjonen ble først nevnt vitenskapelig av William Harvey , som ga bevis for eksistensen av blodsirkulasjonen med sin beregning av det halvtimevolumet som ble publisert i 1628 .

Fysiologi og beregninger

I snevrere forstand av ordet, beskriver minuttvolum volumet pumpet inn i sirkulasjonen i kroppen pr tidsenhet , og dette er noen ganger er vist ved betegnelsen kroppen tid volum . Siden venstre og høyre ventrikkel fungerer i serie hos pattedyr, er volumet som kastes ut i lungesirkulasjonen per gang i gjennomsnitt det samme som kroppens tidsvolum. En nøye titt på vaskulær tilførsel til lungene og hjertet viser at kroppens tidsvolum er omtrent 1% større enn lungetidsvolumet. Når det gjelder en høyre-venstre shunt , er kroppstidsvolumet (spesielt) større enn lungetidsvolumet; med venstre-høyre shunt er kroppstidsvolumet mindre enn lungetidsvolumet. Generelt gjelder ligningen hjerteeffekt + venstre-høyre shunt-tidsvolum = lungetidsvolum + høyre-venstre shunt-tidsvolum. Denne grunnleggende ligningen er stort sett ukjent; ordet lungetidsvolum alene brukes sjelden. Det effektive lungestrømningsvolumet er noen ganger mindre (eller større) enn det totale lungestrømningsvolumet , som også blir referert til som det faktiske småvolumet for liten sirkulasjon eller lungetiden. Strengt tatt må man ikke bare ta hensyn til lungetidsvolumet, men også det såkalte lymfatiske tidsvolumet (opptil 30 l / d) når man vurderer hjertevolumet .

Hjerteeffekten

Ved bestemmelse av CO med Swan-Ganz-kateteret ved hjelp av termodilusjon, brukes Stewart- Hamilton- ligningen til beregningen (se nummer 2 nedenfor).

Noen ganger blir det forsøkt å gunstig påvirke hjertesvikt ved å skape en kunstig venstre-høyre shunt på atrialt nivå ( f.eks. Ballongatrioseptostomi ). På grunn av formelen CO + LRSV = LZV + RLSV, kan det ikke forventes en økning i hjertevolumet fra slike tiltak (som LRSV-utvidelse). Derfor betraktes slike kirurgiske inngrep som lindrende .

Normale verdier

  • I hvile er hjertevolumet hos friske voksne ca 4,5-5 l / min. Den lavere normalverdien for hjerteindeksen er 2,5 (l / min) / m².
  • Under anstrengelse kan CO økes opptil seks ganger og deretter være opptil 30 l / min, i enkelte tilfeller enda mer. Hos trente voksne idrettsutøvere øker hjertevolumet under maksimal belastning opp til 36 l / min. Det kreves en CO på 20 l / min for en ytelse på 200 W. Den tidligere spanske syklisten og flere Tour de France- vinnere Miguel Indurain sies gjentatte ganger å ha hatt et hjerteeffekt på 50 l / min under maksimal belastning.

Mål

Omgå PW Doppler-signalet i LVOT: Velocity Time Integral (VTI)

Hjertevolum kan bare måles indirekte i klinisk praksis. Det er forskjellige metoder for å gjøre dette:

  1. I ekkokardiografi: Det kan enkelt beregnes ut fra slagvolum og hjertefrekvens: HMV = hjertefrekvens × slagvolum . Slagvolum og hjertefrekvens kan estimeres ut fra ekkokardiografi. Diameteren på venstre ventrikkelutstrømningskanal (LVOT) måles i 2D-bildet, og et område beregnes ut fra dette ved hjelp av det sirkulære området og omgå PW Doppler- kurven i LVOT, Velocity Time Integral (VTI) og hjertefrekvensen (HF) ganget. HMV = π × LVOT² / 4 × VTI × HF .
  2. Vannfortynning er noe mer kompleks. En definert mengde kald væske injiseres og temperaturprofilen til blodet registreres deretter ved hjelp av en termisk sonde. HMV kan beregnes ved hjelp av hastigheten på temperaturnormaliseringen. En måte å praktisere dette på er Swan-Ganz-kateteret . Dette er et kateter som skyves gjennom en stor vene i nakken (vanligvis indre halsvene eller subclavian vene) gjennom høyre halvdel av hjertet til lungearterien. For eksempel, ved hjelp av en integrert varmespiral, kan CO også bestemmes kontinuerlig (dvs. uten at væske blir injisert i mellomtiden).
  3. Fargestofffortynningsprosesser fungerer på samme måte. Her kreves det også et hjertekateter.
  4. Modellbaserte metoder beregner HMV kontinuerlig fra den arterielle blodtrykkskurven målt av et arteriekateter etter kalibrering ved en annen metode (for eksempel termodilusjon). Et eksempel på dette er PiCCO- systemet (Pulscontour Continuous Cardiac Output) fra Pulsion (R), som sammenlignet med Swan-Ganz-kateteret gir fordelen av å være en betydelig mindre invasiv prosedyre, da det ikke er noe kateter gjennom hjertet til innsiden må lungearterien avanseres.
  5. Lungetidsvolumet (i l / min) kan beregnes i henhold til Ficks prinsipp ved å dele oksygenopptaket (i ml / min), som kan bestemmes ved hjelp av en pustemaske, av forskjellen i oksygeninnholdet i arteriell og sentral venøst ​​blod (i ml / l) blir. Etter at den hvile hjerteeffekten hos mennesker tidligere var estimert til tre til tolv liter, ble den mer presise metoden av Adolf Fick (1829–1901) referansemetoden for å bestemme HMV i flere tiår.
  6. HMV (eller identiske lunge tid volum ) kan også bestemmes ved nukleær medisin ved hjelp av kjerne kardiologi (og atom pulmology ) .
  7. HMV kan også bestemmes ved hjelp av magnetresonansundersøkelsen .
  8. En annen metode er impedanskardiografi .
  9. Noe lignende forventes fra hele kroppen bioimpedans teknologi .
  10. I 1930 og 1933 anbefalte Philipp Broemser og Otto Friedrich Ranke sfygmografi for blodløs bestemmelse av slagvolum . Hjerteeffekten oppnås ved å multiplisere den med hjertefrekvensen .
  11. En lignende (sphygmometrisk) metode var Wezler- Böger-metoden basert på Otto Franks forskning.
  12. Ballistokardiogrammet er også bare av medisinsk historisk betydning . Hvis pasienten er suspendert i liggende stilling, beregnes slagvolumet fra rekylen av blodet som kastes ut fra de to hjertekamrene .
  13. Den forlengelse ballistocardiogram er også helt utdatert. I løpet av utdrivningsfasen av blodet fra hjertet forskyves pasientens tyngdepunkt mot hodet. Hvis massen av sengen som flyter på et kvikksølvbad legges til pasientens vekt, kan en komplisert formel brukes til å beregne slagvolumet og dermed hjerteeffekten.
  14. I motsetning til disse historiske prosessene er det to andre moderne prosesser. De er ikke fullt utviklet, fremdeles upresise og av tvilsom klinisk relevans . Her bør nevnes den elektriske kardiometrien for å bestemme hjerteeffekten og
  15. i tillegg metoden for bioreaktans, også for å bestemme hjerteutgang og perifer motstand . Bruken av datamaskiner for å bestemme slagvolumet og dermed også HZV ble beskrevet av Rudolf Groß allerede i 1969 .
  16. Hjerteeffekten av kunstige hjerter (sirkulasjonsstøttesystem) bestemmes enhetsspesifikt avhengig av mekanikken som brukes.

Medisinsk betydning

Minuttvolumet er avhengig av pulsen, hjerterytme, forspenning , etterbelastning og kontraktilitet av hjertet. Av praktiske årsaker har verdien av utkastningsfraksjonen (prosentandelen av slagvolumet i det høyeste volumet i venstre ventrikkel ved enden av diastolen ) blitt vanligere for å vurdere pumpefunksjonen , siden den kan leses direkte fra ekkokardiografi . Hjerteeffekten bestemmes derimot i mer komplekse hjertekateterundersøkelser .

Redusert hjerteutgang

En redusert hjerteeffekt blir funnet når pumpekapasiteten til venstre eller høyre ventrikkel reduseres. Hjerteventilsykdommer kan også redusere hjertevolumet, det samme kan en underaktiv skjoldbruskkjertel ( hypotyreose ). Reduksjonen i hjerteproduksjon under et hjerteinfarkt avhenger av alvorlighetsgraden av infarkt.

Økt hjerteutgang

En takykardi øker minuttvolumet. En økt hjerteutgang er funnet i feber , hypertyreose og anemi . Selv i hyperdynamiske sjokktilstander, som f.eks B. septisk sjokk , kan hjertevolumet økes, selv om det kan være en underperfusjon av organer, noe som skyldes en reduksjon i perifer motstand . Under svangerskapet er det også økt hjerteutgang. Årsaken til dette er økningen i mengden blod under graviditeten med rundt 1½ liter for å sikre tilførsel av morkaken og livmoren .

historie

William Harvey (1578–1657) gjorde de første beregningene av HZV. Han undersøkte et menneskehjerte i en halv time og bestemte et slagvolum på bare en halv unse (= 18 ml). Med en hjertefrekvens på 64 / min resulterer dette i en hjerteeffekt på 1,15 l / min.

Hans Schadewaldt forklarer Harveys beregning annerledes og kommer til et helt annet resultat: På en halv time med en puls på 70 slag / min pumpes rundt 2000 blodgraver fra venstre halvdel av hjertet. Det vil være omtrent 7 liter på 30 minutter; dette resulterer i en kardial ytelse = 0.233 l / min. Schadewaldt foreskriver ikke hvor vanskelig en drakme (= unse ) er. På den tiden var det vanligvis definert som åtte drakmer eller fire lodd bobs utgjør en unse . I følge denne definisjonen resulterer 2000 drakmer på 30 minutter i en CO på 2000/30 = 67 drakmer / min eller ca. 8 gram / min eller CO = 0,24 l / min, forutsatt 30 ml for en unse.

I 1870 bestemte Adolf Fick HZV mye mer presist ved å bruke Fick-prinsippet oppkalt etter ham. Tallrike alternativer og forbedringer er da blitt foreslått.

Otto Klein (1891–1968) publiserte en artikkel 1. august 1930 i Münchener Medizinische Wochenschrift om å bestemme minuttvolumet etter Ficks prinsipp. For å gjøre dette, måtte han gi sine pasienter ved tysk universitet i Praha med en riktig hjerte kateter ved hjelp av metoden for Werner Forßmann ( først praktisert av Werner Forßmann våren 1929 i en selv eksperiment) . Otto Klein målte forskjellene i oksygenkonsentrasjon mellom venøst ​​og arterielt blod og bestemte hjertevolumet hos de tre første pasientene på denne måten (se metode nummer 5 ovenfor) på 4,46 l / min, 6,67 l / min og 4, 20 l / min . Imidlertid viste Kleins overordnede Wilhelm Nonnenbruch ingen interesse for denne forskningen. Som jøde måtte Otto Klein emigrere til Buenos Aires i 1938 . Men i 1933 dro han til Boston for å presentere sin metode der; også her møtte han imidlertid bare avvisning. Det var først tolv år senere i USA at Cournand og Richards anerkjente den sentrale betydningen av denne bestemmelsen av hjerteutgang.

Se også

litteratur

  • Reinhard Larsen: Anestesi og intensiv medisin innen hjerte-, thorax- og vaskulær kirurgi. 5. utgave. Springer-Verlag, Berlin / Heidelberg / New York og andre 1999, ISBN 3-540-65024-5 , s. 218 f.

Merknader

  1. ↑ Blodvolumet per tidsenhet som er ment her (enhet: ml / min; SI-enhet l / s) må ikke forveksles med det totale blodvolumet (SI-enhet: liter) hos mennesker. Hvis for eksempel bestemmelsen av mengden blod tidligere var skrevet i historiske skrifter , må denne muligheten for forveksling med CO vurderes.
  2. ↑ CO må ikke forveksles med den blodstrømningshastigheten (SI enhet: m / s).
  3. ↑ Fritz Lange: Lærebok om sykdommer i hjertet og blodstrømmen. Ferdinand Enke Verlag, Stuttgart 1953, s. 82.
  4. ^ Max Bürger : Introduksjon til indremedisin , samling "Der Kliniker", Verlag Walter de Gruyter, Berlin 1952, s. 219.
  5. ↑ HMV og HZV brukes synonymt, men er også oppført uavhengig i spesialbøker (Eksempler: Bernd Heublein (red.): Heart, circulatory and vascular sykdommer. Volum 1, del 1, Gustav Fischer Verlag , Stuttgart 1985, ISBN 3-437 - 10806-9 , s. 798 f., Og også Walter Siegenthaler , W. Vetter, A. Schrey (red.): Hypertonie. Verlag für angewandte Wissenschaften, München 1980, ISBN 3-922251-73-0 , s. 283. ) - Det pumpede blodvolumet divideres med tiden som kreves for dette.
  6. ^ William Harvey : Exercitatio anatomica de motu cordis et sanguinis in animalibus. SG Fitzer, Frankfurt 1628.
  7. Is Gisela Teichmann: William Harvey og hjerteproduksjonen. I: indremedisin. Volum 19, nr. 3, 1992, s. 94-96.
  8. ↑ Wilhelm Jakob Rutishauser , i: Otto Martin Hess, Rüdiger RW Simon (red.): Hjertekateter - bruk i diagnostikk og terapi. Springer-Verlag, Berlin / Heidelberg 2000, ISBN 3-642-62957-1 , s. 17.
  9. ↑ Sitat: “Hele hjertevolumet strømmer gjennom lungesirkulasjonen.” Kilde: Klaus Thurau , H. Müller, H. Bräuer: Exempla hypertonica , bind 1, bildeatlas for fysiologi og patofysiologi av blodtrykk, München 1989, Medical Service , ISBN 3-926506 -03-2 , s. 27.
  10. ↑ Robert Franz Schmidt , Florian Lang, Manfred Heckmann (red.): Menneskets fysiologi . 31. utgave. Springer Medizin Verlag, Heidelberg 2010, ISBN 978-3-642-01650-9 , s. 620 .
  11. ↑ Wilhelm Jakob Rutishauser , i: Otto Martin Hess, Rüdiger RW Simon (red.): Hjertekateter - bruk i diagnostikk og terapi. Springer-Verlag, Berlin / Heidelberg 2000, ISBN 3-642-62957-1 , s. 17.
  12. Ke Ekkehart Koehler: En- og todimensjonal ekkokardiografi med Doppler-teknikk. 4. utgave. Ferdinand Enke Verlag , Stuttgart 1990, ISBN 3-432-91514-4 , s. 74, beregner riktig en høyre-venstre shunt "fra forskjellen mellom hjerteutgang i området til aortaklaffen og den til lungeventilen . "
  13. ^ Wilhelm Nonnenbruch : Sykdommer i sirkulasjonen. I: Lærebok for indremedisin. 4. utgave, Springer-Verlag, 2 bind, bind 1, Berlin 1939, s. 327-460, særlig s. 328: "Minutt volum av hjertet, som er det samme som størrelsen på strømmen gjennom lungene". Med det ”lille pustevolumet” beskriver han imidlertid ventilasjon (ventilasjon) og ikke perfusjon (blodstrøm) av begge lungene på samme sted.
  14. ^ Myron G. Sulyma: Dictionary of Cardiology. Volum 3: LQ. Medikon, München 1983, ISBN 3-923866-07-0 , München 1984, s. 442.
  15. ↑ Michael Földi, Norbert Klüken, Michael Collard: Practice of Lymph Vascular and Venous Diseases , Gustav Fischer Verlag, Stuttgart 1974, ISBN 3-437-10334-2 , s. 8, 18, 20.
  16. ↑ “ Minutt volum er produktet av slagvolum og antall pulser per minutt.” Kilde: Alexander von Domarus , Hans Freiherr von Kress : Planløsning for indremedisin , 22. utgave, Springer-Verlag, Berlin / Gött / Heidelberg 1957 , s. 135.
  17. ↑ Hermann Josef Schieffer : Arteriell hypertensjon. Karl Thiemig Verlag, München 1983, OCLC 634917262 , s.11 .
  18. Kle D. Kleinknecht et alii : Transplantasjon, nefrektomi og hypertensjon. I: Karl Klütsch, Ernst Wollheim , Hans-Jürgen Holtmeier (red.): Nyrene i sirkulasjonen. Georg Thieme Verlag, Stuttgart 1971, ISBN 3-13-468201-X , s. 219. Her er den totale perifere motstanden (TPR) definert som kvotienten for det gjennomsnittlige arterielle trykket (MBP) og hjerteuttaket CO.
  19. ↑ I følge Frank Henry Netter er "pulmonal blood flow" kvotienten til "drivtrykk" og "pulmonal vaskulær motstand". Kilde: Frank Henry Netter : Color Atlases of Medicine , bind 4, respiratoriske organer , Georg Thieme Verlag, Stuttgart / New York 1982, ISBN 3-13-524301-X , s. 62.
  20. ↑ Hjertevolum er definert som kvotienten for hjertearbeid og tid eller som produktet av hjertearbeid og hjertefrekvens.
  21. ↑ Blodtrykket betyr blodtrykket på et gitt tidspunkt i løpet av hjertets handling. Blodtrykket kan måles i stor eller liten sirkulasjon så vel som i arteriene eller venene. Vanligvis brukes middelblodtrykket MAD i formelen.
  22. ↑ Hjertets arbeid er et produkt av slagvolum og blodtrykk. Noen ganger forveksles hjertets arbeid med hjertets arbeid. Definer for eksempel feil: Alexander von Domarus og Hans Freiherr von Kress : " Hjertets arbeid er et produkt av slagvolum, blodtrykk og hyppighet av sammentrekninger.", I: Plantegning av intern medisin , 22. utgave, Springer Verlag, Berlin / Göttingen / Heidelberg 1957, s. 135. Her forveksles hjertearbeid med hjerteutgang.
  23. ↑ Reinhard Larsen: Anestesi og intensiv medisin innen hjerte-, thorax- og vaskulær kirurgi. 5. utgave. Springer-Verlag, Berlin / Heidelberg / New York og andre 1999, ISBN 3-540-65024-5 , s. 130-135 f.
  24. ^ Roman Pfister, Christos Iliadis: Atriell strømningsregulator: terapimulighet for hjertesvikt , i: "Forum Sanitas", nummer 2/2020, s. 16-18.
  25. ^ Wilhelm Nonnenbruch : Diseases of the Circulation , i: Textbook of Internal Medicine , 4. utgave, Springer-Verlag, 2 bind, bind 1, Berlin 1939, s. 327-460; Sitat på side 329: "Med tungt muskelarbeid kan minuttvolumet øke med 600% til 25 liter."
  26. ^ Walter Bleifeld, Christian Wilhelm Hamm : Hjerte og sirkulasjon. Springer-Verlag, Berlin / Heidelberg / New York 1987, ISBN 3-540-17931-3 , s. 22 f.
  27. ^ Richard Rost : Heart and Sport , 2. utgave, bind 22, i: Contributions to Sports Medicine , bind 22 og 25, Perimed-Verlag, Erlangen 1990, ISBN 3-88429-373-7 , s. 18.
  28. Olf Adolf Fick : Om måling av blodkvantum i hjerteventriklene. I: Forhandlinger fra Physico-Medical Society i Würzburg. Ny episode 2, XVI, 1872.
  29. Is Gisela Teichmann: William Harvey og hjerteproduksjonen. 1992, s. 95.
  30. ↑ Wolfgang Trautwein , Otto Heinrich Gauer , Hans-Peter Koepchen: Hjerte og sirkulasjon. (= Human physiology. Volume 3). Urban & Schwarzenberg , München / Berlin / Wien 1972, ISBN 3-541-05411-5 , s. 303.
  31. ↑ Fritz Lange : Lærebok om sykdommer i hjertet og blodstrømmen. Ferdinand-Enke-Verlag, Stuttgart 1953, s. 61 til 67.
  32. ↑ Wolfgang Trautwein , Otto Heinrich Gauer , Hans-Peter Koepchen: Hjerte og sirkulasjon. (= Human physiology. Volume 3). Urban & Schwarzenberg, München / Berlin / Wien 1972, ISBN 3-541-05411-5 , s. 303.
  33. ↑ Wolfgang Trautwein , Otto Heinrich Gauer , Hans-Peter Koepchen: Hjerte og sirkulasjon. (= Human physiology. Volume 3). Urban & Schwarzenberg, München 1972, ISBN 3-541-05411-5 , s. 303 og 304.
  34. ^ Rudolf Gross : Medisinsk diagnostikk. Springer-Verlag, Berlin / Heidelberg / New York 1969, s. 137.
  35. ↑ Georg Sabin: Det kardiogene sjokket. Kohlhammer Verlag , Stuttgart / Berlin / Köln / Mainz 1984, ISBN 3-17-008618-9 , s. 17.
  36. ↑ Georg Sabin: Det kardiogene sjokket. Kohlhammer Verlag, Stuttgart / Berlin / Köln / Mainz 1984, ISBN 3-17-008618-9 , s. 16.
  37. ↑ Hjerteproduksjon under graviditet
  38. ↑ Peter Wiench: Om viktige leger i historien. (= Spesialtrykk, "De store legene". Bind I). Droemersche Verlagsanstalt , München 1982, ISBN 3-426-03919-2 , s. 175.
  39. Sch Hans Schadewaldt : Om hjertet og sirkulasjonen - En gåte for antikken frem til opplysningstiden 1650 , s. 77.
  40. ↑ Otto Klein : Å bestemme sirkulasjonsminuttvolumet hos mennesker i henhold til Ficks prinsipp (ekstraksjon av blandet venøst ​​blod ved hjelp av hjertesondering). I: Munich Medical Weekly . Volum 77, 1. august 1930, s. 1310-1352.