Фракция выброса
Фракция выброса ( ФВ ) — это объемная доля (или часть общего количества) жидкости (обычно крови ), выбрасываемой из камеры (обычно сердца ) при каждом сокращении (или сердцебиении ). Это может относиться к сердечному предсердию , [ 1 ] желудочек , [ 2 ] желчный пузырь, [ 3 ] или вены ног, [ 4 ] хотя, если не указано иное, обычно это относится к левому желудочку сердца. EF широко используется в качестве меры насосной эффективности сердца и используется для классификации типов сердечной недостаточности . Он также используется в качестве индикатора тяжести сердечной недостаточности, хотя имеет признанные ограничения. [ 5 ]
ФВ левого желудочка , известная как фракция выброса левого желудочка ( ФВЛЖ ), рассчитывается путем деления объема крови, перекачиваемой из левого желудочка за одно сокращение ( ударный объем ), на объем крови, присутствующей в левом желудочке в конце цикла. диастолического наполнения ( конечно-диастолического объема ). ФВЛЖ является показателем эффективности нагнетания в большой круг кровообращения . ФВ правых отделов сердца , или фракция выброса правого желудочка ( ФВВ ), является мерой эффективности перекачки крови в малый круг кровообращения . Сердце, которое не может перекачивать достаточное количество крови для удовлетворения потребностей организма (т. е. сердечная недостаточность), часто, но не всегда, имеет сниженную фракцию выброса желудочков. [ 6 ]
При сердечной недостаточности разница между сердечной недостаточностью со сниженной фракцией выброса и сердечной недостаточностью с сохраненной фракцией выброса значительна, поскольку эти два типа лечатся по-разному.
Измерение
[ редактировать ]Методы измерения фракции выброса — это новая область медицинской математики и последующих вычислительных приложений. Первым распространенным методом измерения является эхокардиография . [ 7 ] [ 8 ] сердца хотя магнитно-резонансная томография (МРТ) , [ 8 ] [ 9 ] компьютерная томография сердца, [ 8 ] [ 9 ] вентрикулография и ядерная медицина ( закрытая ОФЭКТ и радионуклидная ангиография ) [ 8 ] [ 10 ] Также можно использовать сканирование. Измерения, выполненные различными методами, нелегко взаимозаменять. [ 11 ] Исторически золотым стандартом измерения фракции выброса была вентрикулография. [ 12 ] но МРТ сердца сейчас считается лучшим методом. [ 13 ] До появления этих более продвинутых методов для точной оценки фракции выброса использовалась комбинация электрокардиографии и фонокардиографии. [ 14 ]
Физиология
[ редактировать ]Нормальные значения
[ редактировать ]У здорового мужчины массой 70 кг (150 фунтов) ударный объем составляет примерно 70 мл, а конечный диастолический объем (КДО) левого желудочка составляет примерно 120 мл, что дает расчетную фракцию выброса 70/120 ( , или 0,58 58%). Здоровые люди обычно имеют фракцию выброса от 50% до 65%. [ 15 ] хотя нижние границы нормальности трудно установить с уверенностью. [ 16 ]
Желудочковые объемы | ||
---|---|---|
Мера | Правый желудочек | Левый желудочек |
Конечный диастолический объем | 144 мл (± 23 мл) [ 17 ] | 142 мл (± 21 мл) [ 18 ] |
Конечный диастолический объем/площадь поверхности тела (мл/м 2 ) | 78 мл/м 2 (± 11 мл/м 2 ) [ 17 ] | 78 мл/м 2 (± 8,8 мл/м 2 ) [ 18 ] |
Конечный систолический объем | 50 мл (± 14 мл) [ 17 ] | 47 мл (± 10 мл) [ 18 ] |
Конечный систолический объем/площадь поверхности тела (мл/м 2 ) | 27 мл/м 2 (± 7 мл/м 2 ) [ 17 ] | 26 мл/м 2 (± 5,1 мл/м 2 ) [ 18 ] |
Ударный объем | 94 мл (± 15 мл) [ 17 ] | 95 мл (± 14 мл) [ 18 ] |
Ударный объём/площадь поверхности тела (мл/м 2 ) | 51 мл/м 2 (± 7 мл/м 2 ) [ 17 ] | 52 мл/м 2 (± 6,2 мл/м 2 ) [ 18 ] |
Фракция выброса | 66% (± 6%) [ 17 ] | 67% (± 4.6%) [ 18 ] |
Частота сердечных сокращений | 60–100 ударов в минуту [ 19 ] | 60–100 ударов в минуту [ 19 ] |
Сердечный выброс | 4,0–8,0 л/мин. [ 20 ] | 4,0–8,0 л/мин. [ 20 ] |
Патофизиология
[ редактировать ]Категории сердечной недостаточности
[ редактировать ]Повреждение сердечной мышцы ( миокарда ), например, возникающее после инфаркта миокарда или кардиомиопатии , ухудшает работу сердца как эффективного насоса и может снизить фракцию выброса. Это широко понимаемое различие является важным определяющим фактором между ишемической и неишемической сердечной недостаточностью. Такое снижение ФВ может проявиться сердечной недостаточностью . 2021 года В рекомендациях Европейского общества кардиологов по диагностике и лечению острой и хронической сердечной недостаточности сердечная недостаточность разделена на три категории на основе ФВЛЖ: [ 21 ]
- нормальная или сохраненная ФВ ЛЖ [≥50%] (HFpEF)
- умеренно сниженная ФВ ЛЖ [в диапазоне 41–49%] (HFmrEF)
- снижение ФВ ЛЖ [≤40%] (HFrEF)]
Хронически низкая фракция выброса менее 30% является важным порогом для получения пособия по инвалидности в США. [ 22 ]
Расчет
[ редактировать ]По определению, объем крови в желудочке в конце диастолы представляет собой конечно-диастолический объем (КДО). Аналогичным образом, объем крови, остающийся в желудочке в конце систолы (сокращения), представляет собой конечно-систолический объем (ESV). Разница между EDV и ESV заключается в ударном объеме (SV). Фракция выброса — это доля конечно-диастолического объема, выбрасываемая при каждом сокращении; то есть это ударный объем (SV), разделенный на конечный диастолический объем (EDV): [ 23 ]
Где ударный объем определяется по формуле:
ФВ по своей сути является относительным измерением, как и любая фракция, соотношение или процент , тогда как ударный объем, конечно-диастолический объем или конечно-систолический объем являются абсолютными измерениями. [ нужна ссылка ]
История
[ редактировать ]Уильям Гарви описал основной механизм системного кровообращения в своей книге « De motu cordis» 1628 года . Первоначально предполагалось, что сердце полностью опорожняется во время систолы. [ 24 ] Однако в 1856 г. Шово и Февр [ 25 ] заметил, что после сокращения в сердце остается некоторое количество жидкости. Это было подтверждено Роем и Адами в 1888 году. [ 26 ] В 1906 году Хендерсон [ 27 ] оценил отношение объема, выделяемого в систолу, к общему объему левого желудочка примерно 2/3. В 1933 году Густав Нилин предположил, что соотношение объёма сердца к ударному объёму (обратная фракция выброса) можно использовать в качестве меры сердечной функции. [ 28 ] В 1952 году Бинг и его коллеги использовали небольшую модификацию предложения Найлина (EDV/SV) для оценки функции правого желудочка с использованием метода разведения красителя. [ 29 ] Точно неясно, когда взаимосвязь между конечным диастолическим объемом и ударным объемом была инвертирована в ее нынешнюю форму. Холт рассчитал соотношение SV/EDV и отметил, что «...желудочек опорожняется «фракционно», примерно 46 процентов его конечно-диастолического объема выбрасывается при каждом ударе, а 54 процента остается в желудочке в момент удара. конец систолы». [ 30 ]
В 1962 году Фолс и Браунвальд использовали соотношение прямого ударного объема/EDV и заметили, что «оценки доли конечно-диастолического объема левого желудочка, выбрасываемого в аорту во время каждого сердечного цикла, а также желудочкового конца» диастолический и остаточный объемы предоставляют информацию, которая имеет фундаментальное значение для гемодинамического анализа функции левого желудочка». [ 31 ] Эллиотт, Лейн и Горлин использовали термин «фракция выброса» в тезисах доклада на конференции, опубликованном в январе 1964 года. [ 32 ] В 1965 году Бартл и др. использовал термин «выброшенная фракция» для отношения SV/EDV, [ 33 ] а термин «фракция выброса» использовался в двух обзорных статьях в 1968 году, что предполагает широкое распространение к тому времени. [ 2 ] [ 34 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Эпплтон С.П., Галлоуэй Дж.М., Гонсалес М.С., Габалла М., Баснайт М.А. (декабрь 1993 г.). «Оценка давления наполнения левого желудочка с помощью двумерной и допплеровской эхокардиографии у взрослых пациентов с заболеваниями сердца. Дополнительная ценность анализа размеров левого предсердия, фракции выброса левого предсердия и разницы в продолжительности скорости легочного венозного и митрального кровотока при сокращении предсердий» . Журнал Американского колледжа кардиологов . 22 (7): 1972–82. дои : 10.1016/0735-1097(93)90787-2 . ПМИД 8245357 .
- ^ Перейти обратно: а б Зонненблик Э.Х. (июль 1968 г.). «Взаимосвязь ультраструктуры и функции миокарда» . Тираж . 38 (1): 29–44. дои : 10.1161/01.cir.38.1.29 . ПМИД 11712290 .
- ^ Кришнамурти Г.Т., Бобба В.Р., Кингстон Э. (март 1981 г.). «Фракция выброса радионуклидов: методика количественного анализа двигательной функции желчного пузыря человека». Гастроэнтерология . 80 (3): 482–90. дои : 10.1016/0016-5085(81)90009-3 . ПМИД 7450441 .
- ^ Христопулос Д.Г., Николаидес А.Н., Сзендро Г., Ирвин А.Т., Булл М.Л., Исткотт Х.Х. (январь 1987 г.). «Аэроплетизмография и влияние эластической компрессии на венозную гемодинамику голени» . Журнал сосудистой хирургии . 5 (1): 148–59. дои : 10.1016/0741-5214(87)90205-9 . ПМИД 3795381 .
- ^ Сикес М., Соломон С.Д. (июнь 2016 г.). «Помимо фракции выброса: интегративный подход к оценке структуры и функции сердца при сердечной недостаточности» . Европейский кардиологический журнал . 37 (21): 1642–50. doi : 10.1093/eurheartj/ehv510 . ПМИД 26417058 .
- ^ Пониковски П., Вурс А.А., Анкер С.Д., Буэно Х., Клеланд Дж.Г., Коутс А.Дж. и др. (июль 2016 г.). «Руководство ESC по диагностике и лечению острой и хронической сердечной недостаточности, 2016 г.: Целевая группа по диагностике и лечению острой и хронической сердечной недостаточности Европейского общества кардиологов (ESC). Разработано при особом вкладе Ассоциации сердечной недостаточности ( ХФА) ЭСК» . Европейский кардиологический журнал . 37 (27): 2129–2200. doi : 10.1093/eurheartj/ehw128 . ПМИД 27206819 .
- ^ Армстронг В.Ф., Райан Т., Фейгенбаум Х. (2010). Эхокардиография Фейгенбаума . Липпинкотт Уильямс и Уилкинс. ISBN 978-0-7817-9557-9 .
- ^ Перейти обратно: а б с д Вуд П.В., Чой Дж.Б., Нанда, Северная Каролина, Бехер Х. (2014). «Фракция и объемы выброса левого желудочка: зависит от метода визуализации» . Эхокардиография . 31 (1): 87–100. дои : 10.1111/echo.12331 . ПМЦ 4231568 . ПМИД 24786629 .
- ^ Перейти обратно: а б Асферг С., Усингер Л., Кристенсен Т.С., Абдулла Дж. (май 2012 г.). «Точность многосрезовой компьютерной томографии для измерения фракции выброса левого желудочка по сравнению с магнитно-резонансной томографией сердца и двумерной трансторакальной эхокардиографией: систематический обзор и метаанализ». Европейский журнал радиологии . 81 (5): е757-62. дои : 10.1016/j.ejrad.2012.02.002 . ПМИД 22381439 .
- ^ Мотвани М., Берман Д.С., Джермано Г., Сломка П. (февраль 2016 г.). «Автоматизированные количественные методы ядерной кардиологии» . Кардиологические клиники . 34 (1): 47–57. дои : 10.1016/j.ccl.2015.08.003 . ПМЦ 4877137 . ПМИД 26590779 .
- ^ Ван дер Уолл Э.Э., Бакс Дж.Дж. (август 2000 г.). «Различные подходы к визуализации при оценке дисфункции левого желудочка: все равны?» . Европейский кардиологический журнал . 21 (16): 1295–7. дои : 10.1053/euhj.2000.2195 . ПМИД 10952821 .
- ^ Вакерс Ф.Дж., Бергер Х.Дж., Джонстон Д.Е., Голдман Л., Редуто Л.А., Лангоу Р.А., Готшалк А., Зарет Б.Л. (июнь 1979 г.). «Множественная визуализация сердечного пула крови для фракции выброса левого желудочка: проверка метода и оценка вариабельности». Американский журнал кардиологии . 43 (6): 1159–66. дои : 10.1016/0002-9149(79)90148-6 . ПМИД 443176 .
- ^ Марку CB, Бик AM, ван Россум AC (октябрь 2006 г.). «Клиническое применение магнитно-резонансной томографии сердечно-сосудистой системы» . Журнал Канадской медицинской ассоциации . 175 (8): 911–7. дои : 10.1503/cmaj.060566 . ПМК 1586078 . ПМИД 17030942 .
- ^ Кенни, JE (декабрь 2018 г.). «Систолические временные интервалы» . Pulmccm.org .
- ^ Кумар В., Аббас А.К., Астер Дж. (2009). Патологическая основа болезней Роббинса и Котрана (8-е изд.). Сент-Луис Сент-Луис, Миссури: Эльзевир Сондерс. п. 574. ИСБН 978-1-4160-3121-5 .
- ^ Махадеван Г., Дэвис Р.К., член парламента Френно, Хоббс Ф.Д., Лип Г.И., Сандерсон Дж.Э., Дэвис М.К. (апрель 2008 г.). «Фракция выброса левого желудочка: обоснованы ли пересмотренные пороговые значения для определения систолической дисфункции?». Сердце . 94 (4): 426–8. дои : 10.1136/hrt.2007.123877 . ПМИД 18347374 . S2CID 45337388 .
- ^ Перейти обратно: а б с д и ж г Масейра А.М., Прасад С.К., Хан М., Пеннелл DJ (декабрь 2006 г.). «Эталонная систолическая и диастолическая функция правого желудочка, нормализованная в зависимости от возраста, пола и площади поверхности тела по данным стационарного сердечно-сосудистого магнитного резонанса со свободной прецессией» (PDF) . Европейский кардиологический журнал . 27 (23): 2879–88. doi : 10.1093/eurheartj/ehl336 . ПМИД 17088316 .
- ^ Перейти обратно: а б с д и ж г Масейра А (2006). «Нормализация систолической и диастолической функции левого желудочка с помощью стационарного сердечно-сосудистого магнитного резонанса со свободной прецессией». Журнал сердечно-сосудистого магнитного резонанса . 8 : 417–426. дои : 10.1080/10976640600572889 . (требуется подписка)
- ^ Перейти обратно: а б Нормальные диапазоны частоты сердечных сокращений являются одними из самых узких границ между брадикардией и тахикардией . см . в статьях «Брадикардия» и «Тахикардия» . Более подробные ограничения
- ^ Перейти обратно: а б «Нормальные гемодинамические параметры – взрослые» (PDF) . ООО «Эдвардс Лайфсайенс». 2009.
- ^ МакДонах, Тереза А; Метра, Фреймворк; Адам, Марианна; Гарднер, Рой С; Баумбах, Эндрю; Бём, Майкл; Бурри, Харан; Батлер, Джавед; Челуткиене, Елена; Шионсель, Овидий; Клеланд, Джон Г.Ф.; Коутс, Эндрю Дж.С.; Креспо-Лейро, Мэри Дж; Аптекарь Деметриус; Жилар, Мартина (21 сентября 2021 г.). «Руководство ESC по диагностике и лечению острой и хронической сердечной недостаточности 2021 года» . Европейский кардиологический журнал . 42 (36): 3599–3726. doi : 10.1093/eurheartj/ehab368 . ISSN 0195-668X . ПМИД 34447992 .
- ^ «4.00-Сердечно-сосудистые заболевания-Взрослый» .
- ^ Армстронг ВФ, Райан Т (3 февраля 2012 г.). Эхокардиография Фейгенбаума . Липпинкотт Уильямс и Уилкинс. п. 126. ИСБН 9781451147834 .
- ^ Брюс Т.А., Чепмен CB (ноябрь 1965 г.). «Остаточный объем левого желудочка в интактном и денервированном сердце собаки» . Исследование кровообращения . 17 (5): 379–85. дои : 10.1161/01.res.17.5.379 . ПМИД 5843876 .
- ^ Шово Ж. Б., Фавр Ж (1856 г.). «Новые экспериментальные исследования нормальных движений и звуков сердца, рассмотренные с точки зрения медицинской физиологии». Каз. Мед. К . 365 :406.
- ^ Адами Дж. Г. (декабрь 1888 г.). «Замечания об отказе сердца от перенапряжения» . Британский медицинский журнал . 2 (1459): 1321–6. дои : 10.1136/bmj.2.1459.1321 . ПМК 2198364 . ПМИД 20752520 .
- ^ Хендерсон Ю. (1906). «Кривая объема желудочков сердца млекопитающих и значение этой кривой для механики сердцебиения и наполнения желудочков». Am J Physiol . 16 (3): 325–67. дои : 10.1152/ajplegacy.1906.16.3.325 .
- ^ Нилин Г. (1933). «Взаимосвязь между объемом сердца и сердечным выбросом на удар как мера сердечной деятельности». Свенска Лякартиднинген . 10 :1.
- ^ Бинг Р.Дж., Хаймбекер Р., Фалхольт В. (октябрь 1951 г.). «Оценка остаточного объема крови в правом желудочке нормального и больного сердца человека in vivo». Американский кардиологический журнал . 42 (4): 483–502. дои : 10.1016/0002-8703(51)90146-9 . ПМИД 14877744 .
- ^ Холт Дж. П. (март 1956 г.). «Оценка остаточного объема желудочка сердца собаки методом двух индикаторных разведений» . Исследование кровообращения . 4 (2): 187–95. дои : 10.1161/01.res.4.2.187 . ПМИД 13293819 .
- ^ Фолс Р., Браунвальд Э. (апрель 1962 г.). «Определение доли объема левого желудочка, выбрасываемой за удар, а также конечно-диастолического и остаточного объемов желудочков. Экспериментальные и клинические наблюдения с использованием техники прекардиального разведения» . Тираж . 25 : 674–85. дои : 10.1161/01.cir.25.4.674 . ПМИД 13893859 .
- ^ Эллиотт, Уильям К.; Лейн, Фрэнсис Дж.; Горлин, Ричард (январь 1964 г.). «Измерение объема левого желудочка у человека методом термодилюции». Американский журнал кардиологии . 13 (1): 106. дои : 10.1016/0002-9149(64)90274-7 .
- ^ Бартл С.Х., Санмарко М.Э., Дамманн Дж. (1965). «5. Выброшенная фракция: показатель функции миокарда». Американский журнал кардиологии . 15 (1): 125. дои : 10.1016/0002-9149(65)90615-6 .
- ^ Крайенбюль Х.П., Буссманн В.Д., Турина М., Люти Э. (1968). «Является ли фракция выброса показателем сократимости миокарда?». Кардиология . 53 (1): 1–10. дои : 10.1159/000166167 . ПМИД 5733881 .