СПОСОБ НОРМИРОВАНИЯ ОЦЕНКИ ПОКАЗАТЕЛЯ ФРАКЦИИ ВЫБРОСА СЕРДЦА
METHOD OF STANDARTISING EVALUATION OF CARDIAC OUTPUT FRACTION INDEX

В клинической практике величина фракции выброса (ФВ) желудочков сердца применяется для оценки способности сердца поддерживать необходимую величину минутного объема кровообращения в кровеносной системе и для определения величины функционального резерва желудочков сердца.
Низкую величину фракции выброса, как правило, связывают с неспособностью сердечной мышцы организовать выброс крови в магистральные сосуды - аорту и легочную артерию такой величины, которая бы соответствовала потребностям организма. Отсюда вывод, что, чем меньше ФВ, тем менее благополучна ситуация в кровообращении.
Существующая в клинической практике интерпретация использует однозначное толкование, если ФВ меньше некоторой величины, принятой нормальным значением на основании клинических наблюдений, то делают вывод о нарушении функции миокарда у пациента.
Однако физиологические исследования показали, что исходные параметры, на основании которых происходит вычисление ФВ, являются зависимыми как от возраста пациента, так и от функционального состояния сердечной деятельности (покой - нагрузка). [Geokas MC, Lakatta EG, Makinodan Т, et al. The aging process. // Ann Intern Med. - 1990; 113: 455-466. http://www.medscape.com/viewarticle/450564_4]; [Lakatta EG Cardiovascular regulatory mechanisms in advanced age // Physiol Rev. - 1993. - Vol.73 - №2 - P.413 - P.467. (см. рис.5 на стр.422)]. Кроме того, эти параметры сильно зависят от массы тела пациента и его роста. Поэтому непосредственное выражение связи между величиной ФВ и возрастом у пациентов оказывается неопределенной, как это продемонстрировано в цитируемой статье [Lakatta EG, Levy D Arterial and cardiac aging: major shareholders in cardiovascular disease enterprises. Part II: The aging heart in health: links to heart disease // Circulation. - 2003. - Vol.107: 346-354. (см. рис.3 на стр.349)]. Следовательно, необходимо установить индивидуальную нижнюю границу ФВ, выше которой функция сердца достаточна для обеспечения жизнедеятельности организма на уровне, близком к основному обмену. От этой нижней границы необходимо оценивать снижение степени компетентности сердечной деятельности.
В клинической практике при обследовании пациентов с сердечно-сосудистой патологией необходимо нахождение индивидуальной минимальной точной оценки величины фракции выброса сердца, которая еще обеспечивает его компетентную деятельность.
Поставленную цель достигают предлагаемым способом, который реализуется следующим образом.
1. Точно измеряют массу тела, рост пациента; вычисляют его точный возраст по дате рождения (с учетом лет, месяцев и дней) и выражают его в десятичном виде, лет. Перевод в десятичную форму выполняют следующим образом: для детей до 2-х лет число прожитых дней до даты обследования делят на число дней в году; для детей старше 2-х лет и до 12 число прожитых месяцев от рождения до 12 лет делят на 12 (число месяцев в году).
2. Измеряют при осуществлении Эхо-кардиографического обследования частоту сердечных сокращений (ЧСС), измеряют конечный диастолический объем (КДО) и конечный систолический объем (КСО) желудочков сердца и вычисляют ФВ по формуле -
ФВ=(КДО-КСО)/КДО,
где ФВ - фракция выброса желудочков, мл; КДО - конечно диастолический объем желудочка, мл; КСО - конечно систолический объем желудочка, мл;
ЭХО
УО=(КДО-КСО) - величина ударного объема, мл.
3. Измеряют концентрацию гемоглобина в крови в г/л.
4. По антропометрическим данным (возрасту, росту и массе тела)
т
вычисляют поверхность тела (S) для мальчиков от рождения до года -
Т
0,3146
[1] S=0,4017×(В);
для девочек от рождения до года -
Т
Т
0,3148
2
[2] S=0,3751×(В); где S - поверхность тела, м; В - возраст, количество лет, как показано ниже в таблице 1.
Таблица 1
Возраст
Мальчики
Девочки
лет<sup>1</sup>
Масс тел, кг
Поверхность тела, м<sup>2</sup>
Масс тел, кг
Поверхность тела, м<sup>2</sup>
М
s
М
s
5 мин
9,513Е-06
3,527
0,2913171
0,012262
3,442
0,2864398
0,0102639
1 час
0,0001142
3,5233
0,2500856
0,0042509
3,43931
0,2444801
0,0041453
2 час
0,0002283
3,51965
0,2395617
0,0023139
3,43662
0,2338347
0,0026791
3 час
0,0003425
3,51598
0,233548
0,0012335
3,43393
0,2277763
0,0018432
14 час
0,0015982
3,47556
0,2110091
0,0036043
3,40435
0,2053936
0,0015416
1 день
0,0027397
3,4388
0,2027838
0,0057591
3,3398
0,1960036
0,0042618
2 дн
0,0054795
3,3506
0,1911662
0,0095993
3,2753
0,1852104
0,0069363
3 дн
0,0082192
3,26245
0,1833553
0,012808
3,2107
0,1782019
0,0091955
8 дн
0,0219178
3,69366
0,1873362
0,0027987
3,4032
0,1739761
0,0046731
10 дн
0,0273973
3,777
0,1875781
0,003044
4,4802
0,2072472
0,0272449
11 дн
0,030137
3,81866
0,1878674
0,0036206
3,5187
0,1743116
0,0031287
1 мес
0,0833333
4,131
0,1862211
0,0095466
3,914
0,1756127
0,0098138
2 мес
0,1666667
5,198
0,2263244
0,0026079
4,805
0,2100548
0,0043842
3 мес
0,25
6,049
0,2557182
0,0036695
5,613
0,2374681
0,0050084
4 мес
0,3333333
6,832
0,2814866
0,0024618
6,412
0,262998
0,0022623
5 мес
0,4166667
7,634
0,3066286
0,0025336
7,095
0,2843162
0,001174
<sup>1</sup> Минуты, часы, дни и месяцы выражены в десятичных долях года, поэтому возраст во второй графе обозначен как - лет.
6 мес
0,5
8,209
0,324896
0,0032608
7,692
0,3026355
0,0025934
7 мес
0,5833333
8,735
0,3413499
0,0040475
8,196
0,3180146
0,0035876
8 мес
0,6666667
9,23
0,3565916
0,0050105
8,686
0,3326571
0,0049915
9 мес
0,75
9,663
0,3699108
0,0054374
9,062
0,3440855
0,004976
10 мес
0,8333333
9,963
0,3795826
0,0042563
9,424
0,3549419
0,0052156
11 мес
0,9166667
10,269
0,38923
0,0040165
9,789
0,3656862
0,0058106
12 мес
1
10,556
0,3982408
0,0042501
10,088
0,3746216
0,0058066
Примечание: М - среднее значение; s - среднее квадратическое отклонение
Для мальчиков старших возрастов поверхность тела вычисляют по уравнениям для диапазона возрастов от 1 года до 12 лет по формуле -
Т
2
[3] S=-0,002×(В)+0,1146×(В)+0,2774.
Для девочек в диапазоне возрастов от 1 года до 12 лет поверхность тела вычисляют по формуле -
Т
2
[4] S=-0,0024×(В)+0,1198×(В)+0,2448.
По формулам [3] и [4] для мальчиков и девочек в возрастном диапазоне от 1 г до 12 лет вычисляют значения поверхности тела, наиболее близкие к тем, которые соответствуют параметрам «стандартного человека». После пубертатного возраста (12 лет) в популяциях человека рост и масса тела сильно варьируют. Поэтому для точной оценки поверхности тела конкретного пациента необходимо использовать уравнения [Du Bois D., Du Bois E.F. The measurement of the surface area of man. // Arch. Intern. Med. - 1915. - V.15. - P.868-881.] -
Т
Т
Т
Т
0,425
0,725
4
2
4
2
2
[5] S=((M )×(H)×71,84)/10, где S - поверхность тела, м; М - масса тела, кг; Н - рост, см; 10 - перевод из см в м.
2
5. Вычисляют основной обмен пациента в кал/(м час) для мальчиков и мужчин в диапазоне возрастов от 1 года до 20 лет по формуле -
-0,0166×В
2
[6] Q=53,274e; где Q - удельная величина основного обмена, кал/(м час), В - возраст, лет;
в диапазоне от 20 до 80 лет для мужчин по формуле -
(
0
0024×В)
2
[7] Q=40,029e-,; где Q - удельная величина основного обмена, кал/(м час), В - возраст, лет.
Для девочек и женщин от 1 года до 20 лет по формуле -
(-0,0228×B)
2
[8] Q=у=53,932e; где Q - удельная величина основного обмена, кал/(м час), В - возраст, лет.
Для женщин от 20 до 80 лет по формуле -
-0,0024В)
2
[9] Q=у=37,826е(; где Q - удельная величина основного обмена, кал/(м час), В - возраст, лет.
Т
6. Вычисляют полный основной обмен через площадь поверхности тела пациента и удельную величину основного обмена, для чего по возрасту и полу пациента подбирают соответствующие уравнения для S и Q и по формуле -
ОО
Т
ОО
Т
2
2
[10] Q=(S×Q), где Q - основной обмен всего организма в кал/час; S - площадь поверхности организма, м; Q - удельная величина основного обмена организма в кал/(м час).
ОО
7. Переводят вычисленное значение Q в величину потребленного кислорода за одну минуту. Для этого предварительно находят величину дыхательного коэффициента (ДК) по возрасту пациента. Для новорожденных в первые 72 дня ДК вычисляют по формуле -
0,0174
[11] ДК=0,8362×(В); где В - возраст лет, т.е.
дни выражают в десятичных долях года.
Для мальчиков от 1 года до 12 лет его вычисляют по формуле -
0,0116
[12] ДК=0,7993×(В); где В - возраст, лет; для мужчин от 12 до 93 лет по формуле -
3
2
[13] ДК=-7Е-08×(В)+6Е-06×(В)-0,0002×В+0,826; где В - возраст, лет.
Для девочек от 1 года до 13 лет ДК вычисляют по формуле -
0,0129
[14] ДК=0,798×(В); где В - возраст, лет; для женщин от 13 до 93 по формуле -
3
2
[15] ДК=5Е-08×(В)-9Е-06×(В)+0,0002(В)+0,8236; где В - возраст, лет.
Вычисляют калорический эквивалент кислорода (КЭК) по формуле из [Власов Ю.А. Онтогенез кровообращения человека Новосибирск: Наука. Сибирское отделение, 1985 г. - 266 с.] -
[16] КЭК=3,82137+1,224802×ДК, где КЭК - число калорий, которые выделяет литр кислорода при окислении субстрата; ДК - дыхательный коэффициент.
8. Вычисляют должное потребление кислорода у пациента.
соответствующего основному обмену по формуле -
2ОО
ОО
2ОО
ОО
[17] ПО=((Q/КЭК)/60)×1000, где ПО - потребление кислорода организмом в состоянии основного обмена, мл/мин; Q - основной обмен организма в калориях за один час; КЭК - калорический эквивалент кислорода, кал/л; деление на 60 - перевод величины за одну минуту; умножение полученной величины на 1000 - перевод литров потребленного кислорода в мл.
9. Вычисляют минутный объем и вычисляют ударный объем. Минутный объем вычисляют [Власов Ю.А., Бобошко А.В. Взаимозависимость между насыщением кислородом смешанной венозной крови и давлением в стволе легочной артерии у здорового человека и у больных с пороками сердца // Физиология человека. - 2011. - Т.37. - №4. - с.35-43.] по формуле -
2ОО
ЛА
2ОО
2
ЛА
-d
[18] МОК=ПО/((Hb×1,355)×(0,96-(c×(Р)/100)), где МОК - минутный объем кровообращения, л/мин; ПО - потребление кислорода, соответствующее основному обмену, мл/мин, вычисленному по уравнению [17]; Hb - концентрация гемоглобина в крови, г/л; 1,355 - количество мл O, которое присоединяет 1 г гемоглобина; 0,96 - насыщение артериальной крови кислородом, эта величина практически одинакова у большинства пациентов, кроме больных с врожденными пороками цианотического типа, у которых ее измеряют на пульс-оксиметре; Р - давление в легочной артерии, которое либо прямо измеряют во время диагностического зондирования сердца, либо вычисляют по ЭхоКГ измерениям; c и d - коэффициенты, которые приведены в таблице 2.
Таблица 2
Зависимость S<sub>V</sub> от давления в ЛА у здоровых лиц и больных с сердечно-сосудистой патологией, %
Обследованная группа
Коэффициенты уравнения S<sub>V</sub>=cP<sup>-d</sup>
Точность аппроксимации, %
c
-d
Группа шлюзов Мужчины
систолическое
Клап. стеноз ЛА
4,2475
0,8907
0,6653
Приобретен. аорт. порок
201,31
-0,2634
0,6699
Аортальн. недостаточность
223,19
-0,2987
0,7902
Предклап. аорт. стеноз
242,6
-0,318
0,7973
Сочет. аорт. порок
284,62
-0,3567
0,8566
Врожден. аорт. стеноз
309,56
-0,3888
0,9821
Коарктация аорты
317,85
-0,3886
- 0,8419
Здоровые
478,78
-0,5497
0,4621
Митральный стеноз
626,34
-0,5161
0,6753
Сочет. митр. порок
701,9
-0,5707
0,9114
диастолическое
Клап. стеноз ЛА
2,0965
0,4204
0,1548
Аортальн. недостаточность
115,29
-0,1598
0,9752
Предклап. аорт. стеноз
121,15
-0,1611
0,3863
Приобретен. аорт. порок
137,08
-0,2083
0,7696
Сочет. аорт. порок
180,53
-0,306
0,9486
Корактация аорты
187,79
-0,3178
0,8895
Врожден, аорт. стеноз
212,39
-0,3681
0,9752
Здоровые
247,07
-0,489
0,8518
Митральный стеноз
310,49
-0,4256
0,599
Сочет. митр. порок
465,95
-0,5687
0,8853
среднее
Клапн. стеноз ЛА
7,5637
0,812
0,7672
Аортальн. недостаточность
163,53
-0,2501
0,761
Предклапн. аорт. стеноз
165,73
-0,244
0,605
Приобретен, аорт. порок
166,81
-0,2436
0,6717
Сочетан. аорт. порок
224,36
-0,3368
0,9661
Коарктация аорты
251,6
-0,3733
0,8848
Врожден, аорт. стеноз
252,06
-0,3813
0.9802
Здоровые
339,39
-0,5266
0,7672
Митральный стеноз
415,14
-0,4657
0,6356
Сочет. митр. порок
534,87
-0,5612
0,8943
Группа ИБС
систолическое
ИБС+СН
866,56
-0,7516
1,37789
ИБС+ПИКС+АНЛЖ
11,5044018
-1,8125466
0,90067
ИБС+ПИКС
24,806
-1,7671
1,03021
диастолическое
ИБС+СН
963,42
-0,9738
2,38216
ИБС+ПИКС+АНЛЖ
9,185
-2,1298
0,84174
ИБС+ПИКС
8,226
-2,3159
0,64531
среднее
ИБС+СН
773,63
-0,8364
1,7067
ИБС+ПИКС+АНЛЖ
15,771
-1,7576
0,85753
ИБС+СН
12,349
-2,1376
0,72183
Группа шлюзов Женщины
систолическое
Врожден. аорт. стеноз
2,4994
1,0588
0,7525
Предклапн. аорт. стеноз
99,595
-0,0705
0,8975
Клап. стеноз ЛА
169,68
-0,2181
0,4575
Коарктация аорты
242,74
-0,3173
0,8626
Митральный стеноз
264,77
-0,3407
0,7326
Сочетан. митр. порок
264,77
-0,3407
0,8742
Здоровые
515,83
-0,5697
0,913
Сочетан. аорт. порок
443,23
-0,4423
0,853
Аортальн. недостаточность
636,88
-0,6066
0,0674
диастолическое
Врожден. аорт. стеноз
15,809
0,6111
0,7675
Предклапн. аорт стеноз
101,21
-0,1004
0,88
Клап. стеноз ЛА
134,46
-0,1971
0,2895
Коарктация аорты
147,87
-0,2353
0,772
Митральный стеноз
147,87
-0,2353
0,8007
Сочетан. митр. порок
149,74
-0,2403
0,8439
Здоровые
219,08
-0,426
0,9465
Сочетан. аорт. порок
229,34
-0,4148
0,8559
Аортальн. недостаточность
294,17
-0,4182
0,4285
среднее
Врожден. аорт. стеноз
4,9003
0,9666
0,8091
Предклапн. аорт. стеноз
124,06
-0,1561
0,8989
Клап. стеноз ЛА
153,85
-0,2189
0,4156
Коарктация аорты
186,4
-0,2812
0,8506
Митральный стеноз
186,4
-0,2812
0,7676
Сочетан. митр. порок
193,68
-0,2937
0,8633
Здоровые
319,28
-0,501
0,9327
Сочетан. аорт. порок
350,38
-0,4298
0,8667
Аортальн. недостаточность
394,04
-0,5455
0,3945
10. Вычисленное значение МОК в л/мин переводят в мл/мин -
МЛ
МЛ
[19] МОК=МОК×1000, где МОК - минутный объем кровообращения, выраженный в мл/мин; МОК - минутный объем кровообращения, выраженный в л/мин.
ОО
11. Вычисляют величину ударного объема (УО), соответствующего основному обмену пациента по формуле -
ОО
МЛ
ОО
МЛ
[20] УО=(МОК)/ЧСС, где УО - ударный объем, соответствующий основному обмену пациента, МОК - минутный объем кровообращения, выраженный в мл/мин; ЧСС - частота сердечных сокращений, измеренная во время Эхо-КГ исследования. Вычисляют фракцию выброса для основного обмена по формуле -
ОО
ОО
ОО
ОО
[21] ФВ=(КДО-КСО)/УО, где ФВ - фракция выброса для основного обмена; КДО - конечный диастолический объем сердца; КСО - конечный систолический объем сердца; УО - ударный объем, соответствующий основному обмену пациента.
ЭХО
ОО
12. Сравнивают измеренный по Эхо-КГ ударный объем УО с вычисленным УО по антропометрическим параметрам.
ОО
ЭХО
Если вычисленный УО>УО, то - это признак некомпетентной функции сердца, в противном случае деятельность сердца компетентна и оно обладает резервом.
ЭХО
ОО
Если УО≅УО, то делают заключение о пограничном сосотоянии кровообращения, которое может быть нарушено изменением ЧСС.
ЭХО
ОО
Если измеренный УО>УО, то делают заключение, что даже при критическом значении ФВ, принятом в клинической практике, деятельность сердца оценивается как компетентная.
Примеры использования способа
ОО
ЭХ
ОО
ЭХ
В таблице 3 приведены результаты применения предлагаемого способа. У двух первых пациентов с митральным пороком сердца вычисленный УО>УО, что является признаком некомпетентной функции сердца, фракция выброса у первого из них - 46,15%, у второго 30,7%. У третьего пациента вычисленный УО≅УО с приобретенным стенозом аортального клапана, что свидетельствует о пограничном состоянии кровообращения, которое может быть нарушено изменением частоты сердечных сокращений.
Таблица 3
ФИО
Д-з
Возраст лет
Масса тела, кг
Рост, см
ЧСС уд/мин
Hb г/л
Р<sub>ЛА</sub> мм рт.ст.
КДО мл
КСО мл
УО<sub>эх</sub> мл
УО<sub>оо</sub> мл
К-о Г.В. <img file="00000001.tif" he="5" wi="4" img-content="undefined" img-format="tif" />
Митр. Порок
59
116
178
62
160
49,2
195
105
90
103,367
Б-ин. <img file="00000001.tif" he="5" wi="4" img-content="undefined" img-format="tif" />
Митр. Порок
66
96
171
72
172
70
127
88
39
43,1615
Ч-ов. <img file="00000001.tif" he="5" wi="4" img-content="undefined" img-format="tif" />
Ао ст
74
90
174
64,5
162
60
167
117
60
59,5216
М-ва <img file="00000002.tif" he="6" wi="4" img-content="undefined" img-format="tif" />
ДМПП
0,166667
5,2
58
185
123
45
14,2
4,1
10,1
3,47703
С-ва <img file="00000002.tif" he="6" wi="4" img-content="undefined" img-format="tif" />
Митр. Порок
16
49
164
84
126
80
94,9
23,9
71
37,3966
Г-на <img file="00000002.tif" he="6" wi="4" img-content="undefined" img-format="tif" />
Норма
64
88
170
77
126
27
78
21
57
99,2701
Резерв УО, %
S<sub>Т</sub>
Q
Q<sub>ОО</sub>
ДК
КЭК
ПО<sub>2ОО</sub>
МОК<sub>ОО</sub>
2,319079
34,74391
80,57385
0,820709
4,826577
278,2298
6,408731
2,078518
34,16508
71,01274
0,818811
4,824252
245,3325
3,107627
2,047942
33,51537
68,63753
0,81569
4,820429
237,3147
3,839141
0,213396
53,72745
11,4652
0,810532
4,814112
39,69302
0,643251
1,51517
37,4469
56,73843
0,823633
4,830157
195,7784
3,141316
1,994559
32,44014
64,70379
0,824701
4,831465
223,2028
7,643795
ЭХ
ОО
ОО
ЭХ
ОО
ЭХ
ОО
ЭХ
Фракция выброса у этого пациента - 35,9%. Однако при такой фракции выброса УО равен вычисленному значению УО по антропометрическим и функциональным параметрам этого пациента. У двухмесячной девочки с врожденным дефектом межпредсердной перегородки УО<УО, что является признаком компетентной функции деятельности сердца при фракции выброса равной 71,1%. У девушки 16 лет с митральным пороком сердца вычисленный УО<УО, что также является признаком компетентной функции сердца с фракцией выброса, равной 74,8%. У последней обследованной больной 64 лет без признаков нарушения кровообращения вычисленный УО>УО, что является признаком некомпетентной функции сердца. При этом фракция выброса большая 73%.